Disolución de la Precisión

y

Eliminación de la Disponibilidad Selectiva

Los satélites transmiten continuamente su situación orbital y la hora exacta. El tiempo transcurrido entre la emisión de los satélites y la recepción de la señal  por  parte  del  receptor  GPS, se convierte en distancia mediante una simple fórmula  aritmética (el  tiempo es  medido en nanosegundos). Al captar las señales de un mínimo de tres satélites, por triangulación el receptor GPS determina la posición que ocupa sobre  la superficie de la tierra mediante el valor  de  las  coordenadas  de  longitud y latitud (dos dimensiones). Dichas coordenadas pueden  venir expresadas en grados, minutos y/o segundos o en las unidades de medición utilizadas en otros sistemas geodésicos. La captación de cuatro o más satélites facilita,  además, la altura del receptor con respecto al nivel del mar (tres dimensiones).  Las  coordenadas  de  posición y  otras informaciones que puede facilitar el  receptor, se actualizan cada segundo  o cada dos segundos.

            Aunque resulte difícil de creer, el mismo Gobierno que pudo gastar 12.000 Millones de dólares para desarrollar el sistema de navegación más exacto del mundo, está degradando intencionalmente su exactitud. Dicha política se denomina "Disponibilidad Selectiva" y pretende asegurar que ninguna fuerza hostil o grupo terrorista pueda utilizar el GPS para fabricar armas certeras.

Básicamente, el Departamento de Defensa introduce cierto "ruido" en los datos del reloj satelital, lo que a su vez se traduce en errores en los cálculos de posición. El Departamento de Defensa también puede enviar datos orbitales ligeramente erróneos a los satélites que estos reenvían a los receptores GPS como parte de la señal que emiten.

Estos errores en su conjunto son la mayor fuente unitaria de error del sistema GPS. Los receptores de uso militar utilizan una clave encriptada para eliminar la Disponibilidad Selectiva y son, por ello, mucho más exactos.

            Afortunadamente todos esos errores no suman demasiado error total. Existe una forma de GPS, denominada GPS Diferencial, que reduce significativamente estos problemas.

CALIDAD DE LAS SEÑALES EMITIDAS

La calidad de  las señales emitidas  por los satélites,  llamada SQ, está  en función  de la  posición que  ocupen en  el firmamento,  en relación  con  la situación de la antena del receptor,  o del estado operativo del satélite. La calidad de las señales afecta  a la precisión de las  informaciones ofrecidas por los  receptores. Algunos  modelos tienen  escalas gráficas que indican la calidad de las señales recibidas.

 Formas de obtener nuestra posición

Con código:

Por medio de este método y conociendo la distancia a por lo menos tres satélites, podremos deducir nuestra posición. La seudodistancia es el resultado de multiplicar la velocidad de la luz por el desplazamiento temporal necesario para alinear (correlacionar) una réplica del código GPS, generado en el receptor con la señal procedente del satélite.

Aplicado este procedimiento, y comparándose las coordenadas GPS obtenidas por seudodistancia con las coordenadas conocidas del punto de control, se podrán hallar incrementos o "deltas", que aplicados a las coordenadas GPS del móvil, ofrecerán coordenadas muy aproximadas a las reales. Con observaciones largas, se podrán obtener muy buenas precisiones, hasta del orden de un metro.

Por medida de fase:

Este método es el que permite la máxima precisión. Se sabe que el receptor GPS recibe una emisión radioeléctrica desde el satélite, modulada con dos códigos y un mensaje.

Este procedimiento permite limpiar de modulación la onda portadora, y medir sobre ella la evolución de la distancia satéliteantena receptora. Este método se denomina correlación o cuadratura. Será necesario conectar una antena especial al receptor GPS, la cual deberá poseer, básicamente, un amplificador de las señales recibidas.

Para efectuar la correlación, harán falta dos circuitos fundamentales: uno seguirá el código o los códigos y permitirá medir distancias (seudodistancias) al satélite, como también disponer de la portadora original limpia de modulación.

FRECUENCIAS MILITAR Y CIVIL.

            Cada satélite transmite series de datos en dos códigos  diferentes. Uno de  los códigos, el  código P, está reservado para su utilización militar, el otro código, llamado SPS, está destinado para uso civil. Cada código tiene una frecuencia de emisión diferente.

 CODIGO P : El código exacto, protegido conocido por las siglas PPS y también llamado código P, está reservado para  un uso estrictamente militar y como su propio nombre indica ofrece la máxima  exactitud y precisión. Se emite en  la frecuencia de 1.227,6 Mhz.

 CODIGO SPS : El código de  adquisición ordinaria, también llamado SPS o  C/A, es el código destinado a uso  civil. Todos los receptores GPS "civiles" están sintonizados con este código. Se emite en la frecuencia de 1.575,42 Mhz.

DISPONIBILIDAD SELECTIVA

La estación  central del  sistema GPS,  situada en Estados Unidos, degrada la precisión de las señales civiles (por  medio de una pequeña diferencia en  el tiempo de  emisión/recepción) de  forma que  ofrezca un  pequeño error, error estimado entre los 25 y 100  metros. Esta degradación de la señal es conocida como disponibilidad  selectiva (SA).  Esta diferencia  en las  coordenadas de posición nada  importante para  la utilización  del GPS  para usos corrientes civiles, es debida  a motivos de  seguridad, no hay  que olvidar que  algunos sistemas de dirección de mísiles utilizan el sistema GPS como guía.

 GPS DIFERENCIAL

Se llama GPS diferencial (DGPS)  al sistema modificado, desarrollado por  los fabricantes de receptores civiles, que  pretende conseguir  aproximarse a la precisión ofrecida por el código  militar. Para conseguir este aumento  de la precisión  es  necesario  acoplar al  receptor  GPS,  mediante  una  conexión interface especial, otro tipo de receptor. Este receptor complementario (debe ser  compatible) capta  las señales  emitidas por  una  red  de  radiobalizas situadas en estaciones costeras. Un  aparato que disponga de la función DGPS, interconectado  con  un receptor  adecuado,  puede "burlar" la  disponibilidad selectiva impuesta por el Departamento de Defensa de USA, al disponer de otra serie de datos complementarios, ofreciendo  de esta manera, una precisión  en las coordenadas de  posición que oscila  entre los cinco  y los diez  metros.

La  utilización  del  sistema DGPS  solo  es  aplicable  en la navegación marina, siendo especialmente útil  en las maniobras de atraque con poca visibilidad.