Sistemas De Informacion Geografico

Tipos de GPS

De mano.

Esta imagen muestra lo que tradicionalmente se ha denominado GPS, son receptores GPS que registran el recorrido, permiten seguir rutas premarcadas, y se pueden conectar a un ordenador para descargar o programar las rutas.

Este tipo de GPS se puede encontrar con y sin cartografía, y resultan ideales para su uso al aire libre, MTB, senderismo, montaña, etc...

Algunos modelos llevan incluido una brújula y/o un barómetro electrónicos.

Su sistema operativo y software es totalmente cerrado, no se puede modificar ni añadir nada.

Navegadores.

Similares a los anteriores, pero orientados a su uso en ciudad y carretera, y mucho más modernos, los dos GPS Navegadores que se muestran a continuación permiten introducir un destino sobre la marcha y el Navegador calcula la ruta, basándose en su cartografía. Estos GPS generalmente no graban el recorrido ni se conectan a un PC, y en teoría son sistemas cerrados aunque en la práctica algunos modelos se pueden modificar, descubriendo que corren sobre Windows CE, aunque siempre con un hardware muy limitado.

Básicos.

Hasta aquí los GPS de tipo "electrodoméstico" (más los segundos que los primeros). A continuación vamos a ver los GPS destinados a ser usados en conexión a un ordenador.

El software que en los GPS anteriores ha sido desarrollador por los fabricantes de los propios GPS, puede ser también desarrollado por otras empresas -que no fabrican GPS- para ser ejecutado en un PC, en un Pocket Pc, en un teléfono móvil, etc... Pero en este caso se necesita un receptor GPS conectable a estos "ordenadores".

Sobre estas líneas vemos un receptor GPS con conexión por cable serie, según el estandard RS232, lleva un conector DB9 directamentemente conectable a un puerto COM de un PC o a un PocketPC (usando un adaptador).

Este GPS recibe la señal de los satélites, calcula su posición, y genera una salida en formato serie, según el estandard NMEA. Es fundamental recalcar que el receptor calcula la posición (longitud, latitud, altura, velocidad, y algunos datos más relativos a los satélites en uso y precisión de los valores calculados), de modo que el software del PC no es responsable de estos cálculos.

El GPS con salida serie NMEA es la base de todos los GPS que mostramos a continuación, que tiene distinto tipo de conexión pero emulan un GPS serie NMEA. En general cada GPS tiene un driver que se encarga de la emulación creando un puerto serie virtual.

Este GPS con conexión compact flash se suele usar en PDAs o Pocket Pc que lleven este tipo de conector. Algunos modelos llevan en el mismo dispositivo una memoria adicional de uso genérico, pero que se suele aprovechar para alacenar mapas (que no vienen con el dispositivo)

Este GPS ha sido prácticamente anulado por el GPS Bluetooth, que es el que se suele usar en las modernas PDAs y teléfonos móviles.

Sobre estas líneas vemos dos receptores GPS con conexión Bluetooth, de distintos fabricantes, hay muchos modelos pero todos tienen prácticamente el mismo aspecto. Actualmente, cuando se necesita un GPS para usarlo con un Pocket Pc o un teléfono móvil, se recurre el Bluetooth.

Estos GPS usan el driver estandard Bluettoth para emular un puerto serie, por lo que no hay problema de conectividad (Windows, Linux, Pocket Pc, Java MIDP2 en teléfono móvil, etc...).

Normalmente llevan un conector mini-usb, que solo se usa para cargar la batería interna, excepto los modelos con data-loger o tracker, que almecenan tambien el recorrido en cuyo caso se conectan por usb al PC para descargar el recorrido.

Los GPS con conexión Bluettoth han supuesto un gran avance en la conectividad de los GPS, hasta su popularización resultaba problemático conseguir conectores y realizar la conexión con un GPS serie, y en muchos tipos de dispositivos (PDAs y móviles) era imposible conectar un GPS.

GPS integrados.

Últimamente muchos dispositivos móviles, Pocket Pc o teléfonos móviles, llevan ya un GPS interado, son modelos de gama alta (es decir, caros). Para quien pueda permitírselo, es una buena opción. Sin embargo la misma funcionalidad se obtiene con un Pocket Pc o un móvil más popular, añadiéndole un GPS Bluettoth.

TIPOS DE RECEPTORES GPS

Los receptores GPS detectan, decodifican y procesan las señales que reciben de los satélites para determinar el punto donde se encuentran situados y son de dos tipos: portátiles y fijos. Los portátiles pueden ser tan pequeños como algunos teléfonos celulares o móviles. Los fijos son los que se instalan en automóviles o coches, embarcaciones, aviones, trenes, submarinos o cualquier otro tipo de vehículo.

GPS portátil. Se puede utilizar moviéndonos a pié o dentro del coche.

Control terrestre de los satélites

El monitoreo y control de los satélites que conforman el sistema GPS se ejerce desde diferentes estaciones terrestres situadas alrededor del mundo, que rastrean su trayectoria orbital e introducen las correcciones necesarias a las señales de radio que transmiten hacia la Tierra. Esas correcciones benefician la exactitud del funcionamiento del sistema, como por ejemplo las que corrigen las distorsiones que provoca la ionosfera en la recepción de las señales y los ligeros cambios que introducen en las órbitas la atracción de la luna y el sol.

Receptor GPS situado de forma fija en el salpicadero de un coche o automóvil. A la derecha se puede apreciar el<trazado de las calles de la urbanización por las que se desplaza el vehículo en esos momentos

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL GPS

Los receptores GPS más sencillos están preparados para determinar con un margen mínimo de error la latitud, longitud y altura desde cualquier punto de la tierra donde nos encontremos situados. Otros más completos muestran también el punto donde hemos estado e incluso trazan de forma visual sobre un mapa la trayectoria seguida o la que vamos siguiendo en esos momentos. Esta es una capacidad que no poseían los dispositivos de posicionamiento anteriores a la existencia de los receptores GPS.

El funcionamiento del sistema GPS se basa también, al igual que los sistemas electrónicos antiguos de navegación, en el principio matemático de la triangulación. Por tanto, para calcular la posición de un punto será necesario que el receptor GPS determine con exactitud la distancia que lo separa de los satélites.

Cálculo de la distancia entre el receptor y los satélites.

Como se explicó anteriormente, con la aplicación del principio matemático de la triangulación podemos conocer el punto o lugar donde nos encontramos situados, e incluso rastrear y ubicar el origen de una transmisión por ondas de radio. El sistema GPS utiliza el mismo principio, pero en lugar de emplear círculos o líneas rectas crea esferas virtuales o imaginarias para lograr el mismo objetivo.

Desde el mismo momento que el receptor GPS detecta una señal de radiofrecuencia transmitida por un satélite desde su órbita, se genera una esfera virtual o imaginaria que envuelve al satélite. El propio satélite actuará como centro de la esfera cuya superficie se extenderá hasta el punto o lugar donde se encuentre situada la antena del receptor; por tanto, el radio de la esfera será igual a la distancia que separa al satélite del receptor. A partir de ese instante el receptor GPS medirá las distancias que lo separan como mínimo de dos satélites más. Para ello tendrá que calcular el tiempo que demora cada señal en viajar desde los satélites hasta el punto donde éste se encuentra situado y realizar los correspondientes cálculos matemáticos.

Todas las señales de radiofrecuencias están formadas por ondas electromagnéticas que se desplazan por el espacio de forma concéntrica a partir de la antena transmisora, de forma similar a como lo hacen las ondas que se generan en la superficie del agua cuando tiramos una piedra. Debido a esa propiedad las señales de radio se pueden captar desde cualquier punto situado alrededor de una antena transmisora. Las ondas de radio viajan a la velocidad de la luz, es decir, 300 mil kilómetros por segundo (186 mil millas por segundo) medida en el vacío, por lo que es posible calcular la distancia existente entre un transmisor y un receptor si se conoce el tiempo que demora la señal en viajar desde un punto hasta el otro.

Para medir el momento a partir del cual el satélite emite la señal y el receptor GPS la recibe, es necesario que tanto el reloj del satélite como el del receptor estén perfectamente sincronizados. El satélite utiliza un reloj atómico de cesio, extremadamente exacto, pero el receptor GPS posee uno normal de cuarzo, no tan preciso. Para sincronizar con exactitud el reloj del receptor GPS, el satélite emite cada

...