¿Qué es GPS?
El GPS o sistema de posicionamiento global es un sistema de navegación por satélite que proporciona al usuario información sobre la ubicación y la hora en todas las condiciones climáticas. El GPS también se utiliza para la navegación en aviones, barcos, automóviles y camiones. El sistema brinda capacidades críticas a los usuarios civiles y militares de todo el mundo. El GPS proporciona posicionamiento, navegación y cronometraje tridimensionales continuos en tiempo real en todo el mundo.
¿Cómo funciona el sistema GPS?
El GPS consta de tres segmentos:
1) El segmento espacial: los satélites GPS
2) El sistema de control, operado por el ejército de los EE. UU.,
3) El segmento de usuarios, que incluye tanto a usuarios militares como civiles y su equipo GPS.
Segmento espacial:
El segmento espacial es el número de satélites en la constelación. Se compone de 29 satélites que giran alrededor de la Tierra cada 12 horas a 12.000 millas de altitud. La función del segmento espacial se utiliza para rutas / señales de navegación y para almacenar y retransmitir el mensaje de ruta / navegación enviado por el segmento de control. Estas transmisiones están controladas por relojes atómicos altamente estables en los satélites. El Segmento Espacial GPS está formado por una constelación de satélites con suficientes satélites para asegurar que los usuarios tengan, al menos, 4 satélites simultáneos a la vista desde cualquier punto de la superficie terrestre en cualquier momento.
Segmento de control:
Segmento de control:El segmento de control consta de una estación de control maestra y cinco estaciones de monitoreo equipadas con relojes atómicos que se distribuyen por todo el mundo. Las cinco estaciones de monitoreo monitorean las señales de los satélites GPS y luego envían esa información calificada a la estación de control maestra donde se revisan las anomalías y se envían de regreso a los satélites GPS a través de antenas terrestres. El segmento de control también se conoce como estación de monitoreo.
segmento de control
Segmento de usuario:
El segmento de usuario se compone del receptor GPS, que recibe las señales de los satélites GPS y determina qué tan lejos está de cada satélite. Este segmento se utiliza principalmente para el ejército de EE. UU., Sistemas de guía de misiles, aplicaciones civiles para GPS en casi todos los campos. La mayoría de los civiles usan esto desde la encuesta hasta el transporte a los recursos naturales y desde allí hasta el propósito agrícola y el mapeo también.
Segmento de usuarios
Cómo el GPS determina una posición:
El funcionamiento / operación del sistema de posicionamiento global se basa en el principio matemático de 'trilateración'. La posición se determina a partir de las mediciones de distancia a los satélites. De la figura, los cuatro satélites se utilizan para determinar la posición del receptor en la tierra. La ubicación de destino es confirmada por 4thsatélite. Y se utilizan tres satélites para rastrear el lugar de ubicación. Se utiliza un cuarto satélite para confirmar la ubicación objetivo de cada uno de esos vehículos espaciales. El sistema de posicionamiento global consta de satélite, estación de control y estación de monitoreo y receptor. El receptor GPS toma la información del satélite y usa el método de triangulación para determinar la posición exacta de un usuario.
El GPS se utiliza en algunos incidentes de varias formas, como:
- Para determinar las ubicaciones de las posiciones, por ejemplo, debe comunicar por radio a un piloto de helicóptero las coordenadas de la ubicación de su posición para que el piloto pueda recogerlo.
- Para navegar de un lugar a otro, por ejemplo, debe viajar desde un mirador hasta el perímetro del incendio.
- Para crear mapas digitalizados, por ejemplo, se le asigna trazar el perímetro del incendio y los puntos calientes.
- Determinar la distancia entre dos puntos diferentes.
3 ventajas del GPS:
- El sistema de navegación por satélite GPS es una herramienta importante para los usuarios militares, civiles y comerciales.
- Sistemas de rastreo de vehículos Los sistemas de navegación basados en GPS pueden proporcionarnos indicaciones paso a paso.
- Muy alta velocidad
2 Desventajas del GPS:
- Las señales de los satélites GPS son demasiado débiles en comparación con las señales del teléfono, por lo que no funciona tan bien en interiores, bajo el agua, debajo de árboles, etc.
- La mayor precisión requiere una línea de visión desde el receptor hasta el satélite, por eso el GPS no funciona muy bien en un entorno urbano.
Usando un receptor GPS:
Existen varios modelos y tipos diferentes de receptores GPS. Al trabajar con un receptor GPS, es importante tener:
- Una brújula y un mapa.
- Un cable GPS descargado.
- Algunas baterías extra.
- Conocimiento sobre la capacidad de memoria del receptor GPS para evitar la pérdida de datos, disminuir la inexactitud de los datos u otros problemas.
- Una antena externa siempre que sea posible, especialmente debajo del dosel de los árboles, en cañones o mientras conduce.
- Un receptor GPS configurado de acuerdo con el incidente o el sistema de coordenadas de regulación estándar de la agencia.
- Notas que describen lo que está guardando en el receptor.
GPS Error
Hay muchas fuentes de posibles errores que degradarán la precisión de las posiciones calculadas por un receptor GPS. El tiempo de viaje que toman las señales de los satélites GPS puede cambiar por los efectos atmosféricos cuando una señal GPS pasa a través de la ionosfera y la troposfera se refracta, lo que hace que la velocidad de la señal sea diferente de la velocidad de una señal GPS en el espacio. Otra fuente de error es el ruido o distorsión de la señal que provoca interferencias eléctricas o errores inherentes al propio receptor GPS. La información sobre las órbitas de los satélites también provocará errores en la determinación de las posiciones porque los satélites no están realmente donde el receptor GPS “pensó” basándose en la información que recibió cuando determinaron las posiciones. Pequeñas variaciones en los relojes atómicos a bordo de los satélites pueden traducirse en grandes errores de posición, un error de reloj de 1 nanosegundo se traduce en un error de usuario de 1 pie o 0,3 metros en tierra. Un efecto de trayectoria múltiple se produce cuando las señales transmitidas desde los satélites rebotan en una superficie reflectante antes de llegar a la antena del receptor. Durante este proceso, el receptor recibe la señal en una ruta en línea recta, así como en la ruta retardada (múltiples rutas). El efecto es similar a una imagen fantasma o doble en un televisor.
Dilución geométrica de precisión (GDOP)
La geometría del satélite también puede afectar la precisión del posicionamiento GPS. Este efecto se conoce como Dilución geométrica de precisión (GDOP). Que se refiere a dónde están los satélites entre sí y es una medida de la calidad de la configuración del satélite. Puede modificar otros errores de GPS. La mayoría de los receptores GPS seleccionan la constelación de satélites que proporcionará la menor incertidumbre, la mejor geometría de satélites.
Los receptores GPS generalmente informan la calidad de la geometría del satélite en términos de Dilución de Precisión de Posición o PDOP. El PDOP es de dos tipos, medidas horizontales (HDOP) y verticales (VDOP) (latitud, longitud y altitud). Podemos comprobar la calidad del posicionamiento del satélite que el receptor está disponible actualmente por el valor PDOP. Un DOP bajo indica una mayor probabilidad de precisión y un DOP alto indica una menor probabilidad de precisión. Otro término de PDOP es TDOP (tiempo de dilución de precisión). TDOP se refiere al desplazamiento del reloj del satélite. En un receptor GPS se puede configurar un parámetro conocido como máscara PDOP. Esto hará que el receptor ignore las configuraciones de satélite que tengan un PDOP superior al límite especificado.
Disponibilidad selectiva (SA) :
La disponibilidad selectiva ocurre cuando el Departamento de Defensa degradó intencionalmente la precisión de las señales de GPS y está introduciendo errores de reloj artificial y efemérides. Durante la implementación de SA, fue el mayor componente de error de GPS, provocando un error de hasta 100 metros. SA es un componente del Servicio de posicionamiento estándar (SPS).
Autor de la foto:
