¿Cómo Funciona El Gps?

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El gps es absolutamente esencial en el siglo xxi y requiere una tonelada de tecnología avanzada. Explicamos cómo una red de satélites te ayuda a descubrir dónde estás en la tierra.

Históricamente, saber dónde se encuentra en la superficie de la Tierra ha sido un problema muy difícil de resolver. Encontrar una posición precisa sin puntos de referencia ha sido una cuestión de cálculo de cuentas, navegación astral y cálculos complejos de longitud y latitud. Pero, con la introducción del GPS (Sistema de posicionamiento global) y los chips de receptor de consumo baratos en las últimas décadas, saber exactamente dónde se encuentra se ha convertido en un simple hecho de la vida. El GPS también ha revolucionado la industria naviera y aérea, las operaciones militares y la ciencia.

El GPS se basa en una red de satélites que orbitan la Tierra a una distancia de 16,500 millas. Hay docenas de tales satélites en órbita. Cada satélite sabe dónde está y envía una señal constante que es captada por los receptores en los teléfonos inteligentes, sat-navs y otros dispositivos GPS. La señal consiste en la posición orbital del satélite (conocida como efemérides), la posición y el estado de los otros satélites en la red (el almanaque) y la hora en que se transmitió el mensaje.

Si usa un dispositivo GPS, puede haber notado que pueden tomar mucho tiempo para obtener una lectura precisa, especialmente en las ciudades. Una razón para esto es que la señal tiene un ancho de banda muy bajo (50 bps) y es vulnerable a la interferencia de edificios y otras obstrucciones.

Una buena posición determinada por el GPS normalmente requiere una señal de al menos cuatro satélites y necesita una sincronización muy precisa. Cuando la unidad receptora capta una señal, determina cuánto tiempo tardó la señal en llegar a ella, y como las ondas de radio siempre viajan a la misma velocidad, puede usar ese intervalo para calcular la distancia desde sí misma hasta el satélite, el pseudodistancia. Entonces, con un satélite, el receptor sabe que su posición está en algún lugar en la superficie de una esfera imaginaria con el satélite en el medio. Cada señal de satélite adicional le permite calcular otras esferas. La segunda esfera se cruza con la primera: imagina aplastar dos burbujas juntas, la "pared" entre ellas forma un círculo, por lo que la posición se ha fijado en algún lugar dentro de ese círculo.

Una tercera esfera se cruza con ese círculo en solo dos puntos, uno de los cuales es la ubicación del receptor. El otro punto de intersección suele estar en algún lugar del espacio, a miles de millas de la Tierra, y puede ignorarse (a menos que sea un astronauta). El cuarto satélite se utiliza para mejorar la precisión del tiempo; Errores muy pequeños en el tiempo, incluso mil millonésimas de segundo, pueden causar errores de posicionamiento de cientos de metros.

El GPS fue diseñado y está controlado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos, pero hay alternativas en desarrollo, incluido el programa europeo Galileo. Cuando se puso por primera vez a disposición del público, el GPS solo tenía una precisión de 100 metros aproximadamente porque los errores se introdujeron deliberadamente en las efemérides y el almanaque. Sin embargo, desde 2000, esta disponibilidad selectiva se ha desactivado, aunque puede reactivarse con fines militares.

El sistema GPS está en constante desarrollo y los nuevos satélites se ponen regularmente en órbita. Se ha convertido en una parte esencial de la vida del siglo XXI.


Suplemento De Vídeo: ¿Cómo funciona el GPS?.




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