Desarrollo Del GPS

La comercialización del GPS receptor: sus empleos y utilidad

Los GPS inundan el mercado para los usuarios con fines muy diversos; senderismo; montañismo; hasta incluso se ha puesto de moda en los campos de Golf. No obstante, la utilización actual más extendida es su empleo en los vehículos que circulan por carreteras (coches, camiones, autobuses...).

GPS para el coche

Este uso permite a los conductores un apoyo muy útil a la conducción, especialmente en ciudades o rutas con las que no están familiarizados. Los GPS llevan programas con voz que le dan instrucciones al conductor sobre los movimientos que deben hacer para seguir la ruta correcta (giros, toma de salidas o entradas desde unas vías a otras, etc.); estas indicaciones de voz, permiten al conductor fijar su atención en la carretera. En el caso de existir un copiloto, este puede ver, en todo momento, en la pantalla del GPS, el movimiento continúo mapificado del coche o vehículo, indicando en nombre de las calles, vías, etc.

Algunas utilidades del GPS

• Fija la ruta a seguir indicando el punto de origen y destino a través de los mapas que se descargan en el aparato

• Avisa de los controles y de las limitaciones de velocidad

• Mediante suscripción también introduce el factor de densidad de tráfico

• Permite el diseño de rutas alternativas.

• Los servicios de transporte utilizan GPS para realizar un seguimiento de su flota y acelerar las entregas.

• Las compañías de transporte equipan los buques cisterna y cargueros con GPS para su navegación, así como para registrar y controlar los movimientos de las embarcaciones.

• Los pilotos civiles utilizan GPS para la navegación, fumigación aérea, topografía y fotografía aérea.

• Al utilizar la tecnología GPS para elaborar los planes de vuelo, las líneas aéreas ahorran millones de dólares. Los GPS se pueden utilizar para el aterrizaje instrumental, tanto en aeropuertos grandes como pequeños, y hacen posible la creación de nuevos sistemas de navegación aérea.

• En los automóviles se están instalando GPS para que los conductores puedan saber dónde están y a la vez recibir indicaciones de dirección. En Japón, 500.000 automóviles ya incorporan un sistema de navegación basado en GPS.

Como funciona un receptor GPS

Los receptores GPS reciben la información precisa de la hora y la posición del satélite. Exactamente, recibe dos tipos de datos, los datos del Almanaque, que consiste en una serie de parámetros generales sobre la ubicación y la operatividad de cada satélite con relación al resto de satélites de la red, esta información puede ser recibida desde cualquier satélite, y una vez el receptor GPS tiene la información del último Almanaque recibido y la hora precisa, sabe dónde buscar los satélites en el espacio; La otra serie de datos, también conocida como Efemérides, hace referencia a los datos precisos, únicamente, del satélite que está siendo captado por el receptor GPS, son parámetros orbitales exclusivos de ese satélite y se utilizan para calcular la distancia exacta del receptor al satélite. Cuando el receptor ha captado la señal de, al menos, tres satélites calcula su propia posición en la Tierra mediante la triangulación de la posición de los satélites captados.

Posicionamiento con GPS

Esto significa proporcionar la latitud y longitud del punto en el que nos encontramos sobre la superficie terrestre. Por tanto, la mayoría de receptores proporcionan los valores de estas coordenadas en unidades de grados (°) y minutos ('). Tanto la latitud como la longitud son ángulos y por tanto deben medirse con respecto a un 0° de referencia bien definido.

Antecedentes

GPS es la abreviatura en inglés de Global Positioning System, que traducido al español significa Sistema de Posicionamiento Global. El GPS genera información sobre la ubicación de elementos geográficos en relación a un modelo matemático de la tierra. Antes de que se utilice los GPS, para determinar la ubicación y medición de elementos geográficos se realizaban en relación al sol y las estrellas. Dichos métodos tenían sus limitaciones, ya que dependían de las condiciones climáticas y/o la determinación de una posición requería de un tiempo bastante considerable.

El sistema GPS comprende tres segmentos diferentes:

 El segmento Espacial

 El segmento de Control

 El segmento de Usuarios

El segmento Espacial está compuesto por una constelación de 24 satélites que emiten señales de radio, distribuidos en 6 planos orbitales inclinados a 55° con respecto al plano ecuatorial, se encuentran a una distancia del centro de la tierra de 20200 Km. y tienen un período orbital de 12 horas.

El segmento espacial está diseñado de tal forma que se pueda contar con un mínimo de 4 satélites visibles por encima de un ángulo de elevación de 15º en cualquier punto de la superficie terrestre, durante las 24 horas del día, permitiendo tener la posición de un punto sobre la tierra tanto en su coordenadas horizontales como vertical (x, y, z).

Los satélites transmiten constantemente en dos ondas portadoras. Dichas ondas portadoras se derivan de la frecuencia fundamental, generada por un reloj atómico muy preciso. Las portadoras son moduladas por códigos.

Los receptores GPS utilizan los diferentes códigos para distinguir los satélites. Los códigos también son empleados como base para realizar las mediciones de seudo distancia y a partir de ahí, calcular una posición.

El Segmento de Control

El segmento de control está conformado por 4 antenas de tierra distribuidas entre 4 puntos y una estación de Control Maestro ubicado en Colorado Springs.

En las estaciones se realiza el monitoreo de los satélites para realizar la corrección de los relojes atómicos de los satélites y trayectorias de estos.

El Segmento de Usuarios

El segmento de usuarios son quienes pueden receptar las señales GPS con un receptor para determinar la posición.

Fuentes de error

Existen diferentes fuentes de error que degradan la posición GPS que pueden llegar hasta algunas decenas de metros. Estas fuentes de error son:

1. Retrasos ionosféricos (± 5 m) y atmosféricos (± 0,5 m)

2. Errores en el reloj del Satélite y del Receptor (± 2 m)

3. Efecto Multitrayectoria ((± 0.6 m) producido por reflejos de las señales de radio que no llegan directamente al receptor debido a obstáculos en la tierra como árboles, edificios grades.

4. Dilución de la Precisión (DOP) es una medida de la geometría de los satélites.

5. Errores y/o imprecisiones en los datos obtenidos relativos a la órbita en la que se encuentran los satélites. (± 2.5 m)

6. Disponibilidad Selectiva (S/A). El Departamento de Defensa de los EE.UU. puede introducir errores aleatorios que pueden superar las decenas de metros. Fue eliminado a principios del año 2000 pero puede activarse en cualquier momento.

Tipos de receptores

Dependiendo de la precisión en general se puede clasificar a los GPS en 3 tipos:

1. Receptores geodésicos

2. Receptores topográficos

3. Receptores para navegación personal

1. Receptores Geodésicos.- Son receptores de doble frecuencia (L1, L2), con los cuales se puede obtener una alta precisión (al centímetro), ideal para trabajos de Geodesia, para definir redes y trabajos de ingeniería. Permiten DGPS. Su costo sobrepasa los $15,000 dólares

2. Receptores Topográficos.- Son receptores de una frecuencia. Permiten DGPS. Nos dan una menor precisión (> 10 cm).

3. Receptores de Navegación Personal.- Son receptores de una frecuencia, se los puede llevar a mano. En general con estos equipos podemos obtener precisiones hasta de 3 metros.

Elección del modelo de GPS

Puede elegir el modelo de acuerdo a estos criterios:

- Marca, sistema de mapas

- Que uso le va a dar.

- Tamaño del GPS

- Sensibilidad

- Accesorios

Marca: Puede ser los GPS de marca Garmin, Kropp, Tom Tom, Magellan.

Los equipos GPS están diseñados para un uso en especial:

Para el carro. Llevan parlantes incorporados y todos tienen vista en 3D.

Nuvi 1300, Nuvi 1490, 4.3",5” Kropp K-50 Stuttgart 5"

Para exploración / trekking. Sin parlantes y funcionan con pilas AA. a prueba de agua.

Gpsmap 62s Oregon 550, con cámara de foto Montana 650, con cámara

Para Smartphone

Teléfonos Android con GPS: Galaxy, etc. Software Guiacalles CityGuide

Para computadoras o Laptos PC (CarPC) teléfonos y todo en uno (para auto)

Para laptops, use Guiacalles CityGuide

Tamaño del GPS

El tamaño es importante: Para el carro existen de 3.5", 4.3", 5" y 7". Algunos piensan que mientras más grande mejor. Recuerde que mientras maneja sólo puede escuchar al GPS. En el caso de los equipos de exploración, el tamaño de la pantalla es más importante, pues deben dar una lectura clara.

Tipo de Baterías

Todos los modelos nuevos llevan baterías recargables internas tipo lithium-ion. Los modelos de exploración llevan baterías AA

Sensibilidad

Indica si el GPS puede captar la señal de los Satélites aun en días nublados y bajo los árboles.

Accesorios

Un equipo GPS puede incluir

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