Física

GPS: qué es, cómo funciona


¿Qué controlador nunca se perdió y fue "salvado" por un GPS? Desde su inicio, podemos decir que el GPS es una herramienta indispensable para los conductores, porque además de identificar su ubicación y guiar las rutas a seguir, ayuda a controlar el tráfico, mejorar la seguridad y la fluidez del tráfico en general.

El acrónimo GPS significa Sistema de posicionamiento global, que en portugués significa Sistema de Posicionamiento Global. Es una tecnología que utiliza satélites y dispositivos para proporcionar información de ubicación en el mundo. Además de ser ampliamente utilizado en automóviles, el GPS ha evolucionado y hoy ofrece otras funciones que no solo conciernen a la ubicación.


GPS (Sistema de posicionamiento global)

El funcionamiento de la tecnología.

Actualmente hay dos sistemas que permiten la navegación por satélite: el GPS estadounidense y el GLONASS ruso. Se están implementando otros dos sistemas: Galileo de la Unión Europea y Compass de China.

El GPS estadounidense consiste en un sistema de posicionamiento geográfico que tiene un total de 24 satélites y 4 de repuesto, en seis planos cerca de la órbita del planeta Tierra, a una altitud de 19,000 km.

Nos da las coordenadas de un determinado lugar en la Tierra siempre que tengamos un receptor de señal GPS. Entonces ese receptor, que llevamos aquí en la Tierra, sabe exactamente dónde están esos satélites.

Estos satélites se distribuyen de manera que un receptor, ubicado en cualquier lugar de la superficie terrestre, siempre estará al alcance de al menos tres de ellos (cuatro o más para mayor precisión). Por lo tanto, la localización se basa en cálculos que ocurren a través de un proceso llamado triangulación, que se ilustra a continuación.


La triangulación de los satélites es la base del sistema GPS.

En el proceso de triangulación, tres satélites envían la señal al receptor, que calcula cuánto tiempo tardó cada señal en llegar. Además de su ubicación terrestre, el receptor GPS también puede conocer la altura del receptor desde el nivel del mar, pero se requiere un cuarto satélite.

Tanto los satélites como los receptores GPS tienen un reloj incorporado que marca con precisión la hora en nanosegundos. Cuando el satélite envía la señal al receptor, también se envía el tiempo que dejó el satélite.

Al capturar las señales de satélite, el receptor calcula la distancia entre ellas por el intervalo de tiempo entre el instante local y el instante en que se enviaron las señales. Teniendo en cuenta la velocidad de propagación de la señal, el receptor puede estar en la intersección de estos datos, lo que permite identificar exactamente dónde está el dispositivo en la Tierra.

Para mantener la posición del receptor siempre actualizada, el envío de estas señales se produce constantemente a una velocidad de 300 mil kilómetros por segundo (velocidad de la luz) en el vacío.

A partir de ahí, como el receptor GPS ya sabe dónde está, compara su ubicación con un mapa (desarrollado por la compañía que fabricó el dispositivo), que le mostrará exactamente a dónde debe ir para llegar a su destino.

Como surgió

El Departamento de Defensa de EE. UU. Ha creado y mantenido el sistema GPS desde 1978, aunque lo declaró completamente operativo solo en 1995. Al principio, el gobierno de EE. UU. Decidió que el sistema civil recibiría una señal menos precisa con un margen de error en la ubicación a unos 100 metros, mientras que los militares obtendrían una señal diez veces más precisa.

El GPS entró en juego por primera vez en un campo de batalla en la Guerra del Golfo (1990-1991), ayudando a guiar a los soldados en el desierto. Sin embargo, el ejército de los EE. UU. Tenía pocos receptores GPS de tipo militar y, para equipar a sus tropas, tuvo que comprar miles de dispositivos civiles.

Por lo tanto, el Departamento de Defensa emitió la señal más precisa a todos los receptores civiles para no dañar a sus soldados. Las restricciones, que regresaron después de la guerra, solo terminaron en 2000, cuando el gobierno finalmente dio la señal precisa a todos.

Mucho más allá del tráfico

El GPS es útil hoy en prácticamente todas las situaciones y profesiones donde se requiere un seguimiento preciso de la ubicación, como por ejemplo:
- vehículos de vuelo y navegación
- explotación de los recursos naturales
- expediciones en bosques o cuevas
- agricultura
- geología
- arqueología
entre otros.

Características prohibidas

Actualmente, la misma regulación de tráfico que autoriza el uso de GPS, prohíbe la instalación de equipos capaces de generar imágenes para fines de entretenimiento para el conductor. Este es el caso de los centros multimedia disponibles en la mayoría de los autos nuevos.

Por lo tanto, la ley establece que si el sistema se instala en la parte delantera del vehículo cuando el vehículo está en movimiento, debe tener un mecanismo automático que lo deje inoperativo o lo cambie a la función de información de guía del conductor independiente. Los deseos del conductor o pasajeros. De lo contrario, se produce una infracción de tráfico grave. Se permite la instalación para ver a los ocupantes de los asientos traseros.

Lo mismo ocurre con la televisión digital, que solo debería funcionar en las mismas condiciones mencionadas anteriormente.