Sistema de Posicionamiento Global - Wikipedia, La Enciclopedia Libre

10
Satélite NAVSTAR GPS. Sistema de posicionamiento global De Wikipedia, la enciclopedia libre El sistema global de navegación por satélite (GNSS) permite determinar en todo el mundo la posición de un objeto, una persona o un vehículo con una precisión hasta de centímetros (si se utiliza GPS diferencial), aunque lo habitual son unos pocos metros de precisión. El sistema fue desarrollado, instalado y empleado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos. El sistema GPS está constituido por 24 satélites y utiliza la triangulación para determinar en todo el globo la posición con una precisión de más o menos metros. El GPS funciona mediante una red de 24 satélites en órbita sobre el planeta tierra, a 20.200 km, con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie de la Tierra. Cuando se desea determinar la posición, el receptor que se utiliza para ello localiza automáticamente como mínimo tres satélites de la red, de los que recibe unas señales indicando la identificación y la hora del reloj de cada uno de ellos. Con base en estas señales, el aparato sincroniza el reloj del GPS y calcula el tiempo que tardan en llegar las señales al equipo, y de tal modo mide la distancia al satélite mediante "triangulación" (método de trilateración inversa), la cual se basa en determinar la distancia de cada satélite respecto al punto de medición. Conocidas las distancias, se determina fácilmente la propia posición relativa respecto a los tres satélites. Conociendo además las coordenadas o posición de cada uno de ellos por la señal que emiten, se obtiene la posición absoluta o coordenadas reales del punto de medición. También se consigue una exactitud extrema en el reloj del GPS, similar a la de los relojes atómicos que llevan a bordo cada uno de los satélites. La antigua Unión Soviética construyó un sistema similar llamado GLONASS, ahora gestionado por la Federación Rusa. Actualmente la Unión Europea está desarrollando su propio sistema de posicionamiento por satélite, denominado Galileo. A su vez, la República Popular China está implementando su propio sistema de navegación, el denominado Beidou, que prevén que cuente con entre 12 y 14 satélites entre 2011 y 2015. Para 2020, ya plenamente operativo deberá contar con 30 satélites. En abril de 2011 tenían 8 en órbita. Índice 1 Historia 2 Características técnicas y prestaciones 2.1 Segmento espacial 3 Evolución del sistema GPS 4 Funcionamiento 5 Fiabilidad de los datos 6 Fuentes de error 7 DGPS o GPS diferencial 8 Vocabulario básico en GPS 9 Integración con telefonía móvil 10 GPS y la teoría de la relatividad Sistema de posicionamiento global - Wikipedia, la enciclopedia libre http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_posicionamiento_global 1 de 10 20/02/2014 16:14

description

.......

Transcript of Sistema de Posicionamiento Global - Wikipedia, La Enciclopedia Libre

Page 1: Sistema de Posicionamiento Global - Wikipedia, La Enciclopedia Libre

Satélite NAVSTAR GPS.

Sistema de posicionamiento globalDe Wikipedia, la enciclopedia libre

El sistema global de navegación por satélite (GNSS) permitedeterminar en todo el mundo la posición de un objeto, unapersona o un vehículo con una precisión hasta decentímetros (si se utiliza GPS diferencial), aunque lohabitual son unos pocos metros de precisión. El sistema fuedesarrollado, instalado y empleado por el Departamento deDefensa de los Estados Unidos. El sistema GPS estáconstituido por 24 satélites y utiliza la triangulación paradeterminar en todo el globo la posición con una precisión demás o menos metros.

El GPS funciona mediante una red de 24 satélites en órbitasobre el planeta tierra, a 20.200 km, con trayectoriassincronizadas para cubrir toda la superficie de la Tierra. Cuando se desea determinar la posición, el receptorque se utiliza para ello localiza automáticamente como mínimo tres satélites de la red, de los que recibe unasseñales indicando la identificación y la hora del reloj de cada uno de ellos. Con base en estas señales, elaparato sincroniza el reloj del GPS y calcula el tiempo que tardan en llegar las señales al equipo, y de talmodo mide la distancia al satélite mediante "triangulación" (método de trilateración inversa), la cual se basaen determinar la distancia de cada satélite respecto al punto de medición. Conocidas las distancias, sedetermina fácilmente la propia posición relativa respecto a los tres satélites. Conociendo además lascoordenadas o posición de cada uno de ellos por la señal que emiten, se obtiene la posición absoluta ocoordenadas reales del punto de medición. También se consigue una exactitud extrema en el reloj del GPS,similar a la de los relojes atómicos que llevan a bordo cada uno de los satélites.

La antigua Unión Soviética construyó un sistema similar llamado GLONASS, ahora gestionado por laFederación Rusa.

Actualmente la Unión Europea está desarrollando su propio sistema de posicionamiento por satélite,denominado Galileo.

A su vez, la República Popular China está implementando su propio sistema de navegación, el denominadoBeidou, que prevén que cuente con entre 12 y 14 satélites entre 2011 y 2015. Para 2020, ya plenamenteoperativo deberá contar con 30 satélites. En abril de 2011 tenían 8 en órbita.

Índice

1 Historia2 Características técnicas y prestaciones

2.1 Segmento espacial3 Evolución del sistema GPS4 Funcionamiento5 Fiabilidad de los datos6 Fuentes de error7 DGPS o GPS diferencial8 Vocabulario básico en GPS9 Integración con telefonía móvil10 GPS y la teoría de la relatividad

Sistema de posicionamiento global - Wikipedia, la enciclopedia libre http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_posicionamiento_global

1 de 10 20/02/2014 16:14

Page 2: Sistema de Posicionamiento Global - Wikipedia, La Enciclopedia Libre

10.1 La relatividad especial y general10.2 Distorsión de Sagnac

11 Aplicaciones11.1 Civiles11.2 Militares

12 Véase también13 Notas y referencias14 Enlaces externos

Historia

En 1957, la Unión Soviética lanzó al espacio el satélite Sputnik I, que era monitorizado mediante laobservación del efecto Doppler de la señal que transmitía. Debido a este hecho se comenzó a pensar que, deigual modo, la posición de un observador podría ser establecida mediante el estudio de la frecuencia Dopplerde una señal transmitida por un satélite cuya órbita estuviera determinada con precisión.

La armada estadounidense rápidamente aplicó esta tecnología, para proveer a los sistemas de navegación desus flotas de observaciones de posiciones actualizadas y precisas. Así surgió el sistema TRANSIT, quequedó operativo en 1964, y hacia 1967 estuvo disponible, además, para uso comercial.

Las actualizaciones de posición, en ese entonces, se encontraban disponibles cada 40 minutos y elobservador debía permanecer casi estático para poder obtener información adecuada.

Posteriormente, en esa misma década y gracias al desarrollo de los relojes atómicos, se diseñó unaconstelación de satélites, portando cada uno de ellos uno de estos relojes y estando todos sincronizados conbase en una referencia de tiempo determinado.

En 1973 se combinaron los programas de la Armada y el de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos (esteúltimo consistente en una técnica de transmisión codificada que proveía datos precisos usando una señalmodulada con un código de PRN (Pseudo-Random Noise: ruido pseudo-aleatorio), en lo que se conociócomo Navigation Technology Program (programa de tecnología de navegación), posteriormente renombradocomo NAVSTAR GPS.

Entre 1978 y 1985 se desarrollaron y lanzaron once satélites prototipo experimentales NAVSTAR, a los quesiguieron otras generaciones de satélites, hasta completar la constelación actual, a la que se declaró con«capacidad operacional inicial» en diciembre de 1993 y con «capacidad operacional total» en abril de 1995.

En 2009, este país ofreció el servicio normalizado de determinación de la posición para apoyar lasnecesidades de la OACI, y ésta aceptó el ofrecimiento.

Características técnicas y prestaciones

El Sistema Global de Navegación por Satélite lo componen:

Segmento espacial

Satélites en la constelación: 24 (4 × 6 órbitas)Altitud: 20200 kmPeríodo: 11 h 58 min (12 horas sidéreas)Inclinación: 55 grados (respecto al ecuador terrestre).Vida útil: 7,5 años

Sistema de posicionamiento global - Wikipedia, la enciclopedia libre http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_posicionamiento_global

2 de 10 20/02/2014 16:14

Page 3: Sistema de Posicionamiento Global - Wikipedia, La Enciclopedia Libre

Operadora de satélites controlando laconstelación NAVSTAR-GPS, en laBase Aérea de Schriever.

Lanzamiento de satélites para laconstelación NAVSTAR-GPSmediante un cohete Delta.

Segmento de control (estaciones terrestres)Estación principal: 1Antena de tierra: 4Estación monitora (de seguimiento): 5, ColoradoSprings, Hawai, Kwajalein, Isla de Ascensión e Isla deDiego García

Señal RFFrecuencia portadora:

Civil – 1575,42 MHz (L1). Utiliza el Código deAdquisición Aproximativa (C/A).Militar – 1227,60 MHz (L2). Utiliza el Código dePrecisión (P), cifrado.

Nivel de potencia de la señal: –160 dBW(en superficie tierra).Polarización: circular dextrógira.

ExactitudPosición: oficialmente indican aproximadamente 15 m(en el 95% del tiempo). En la realidad un GPS portátilmonofrecuencia de 12 canales paralelos ofrece unaprecisión de 2,5 a 3 metros en más del 95% del tiempo.Con el WAAS / EGNOS / MSAS activado, la precisiónasciende de 1 a 2 metros.Hora: 1 ns

Cobertura: mundialCapacidad de usuarios: ilimitadaSistema de coordenadas:

Sistema Geodésico Mundial 1984 (WGS84).Centrado en la Tierra, fijo.

Integridad: tiempo de notificación de 15 minutos o mayor. Noes suficiente para la aviación civil.Disponibilidad: 24 satélites y 21 satélites. No es suficientecomo medio primario de navegación.

Evolución del sistema GPS

El GPS está evolucionando hacia un sistema más sólido (GPS III), con una mayor disponibilidad y quereduzca la complejidad de las aumentaciones GPS. Algunas de las mejoras previstas comprenden:

Incorporación de una nueva señal en L2 para uso civil.Adición de una tercera señal civil (L5): 1176,45 MHzProtección y disponibilidad de una de las dos nuevas señales para servicios de Seguridad Para la Vida(SOL).Mejora en la estructura de señales.Incremento en la potencia de señal (L5 tendrá un nivel de potencia de –154 dB).Mejora en la precisión (1 – 5 m).Aumento en el número de estaciones de monitorización: 12 (el doble)Permitir mejor interoperabilidad con la frecuencia L1 de Galileo

El programa GPS III persigue el objetivo de garantizar que el GPS satisfaga requisitos militares y civilesprevistos para los próximos 30 años. Este programa se está desarrollando para utilizar un enfoque en 3etapas (una de las etapas de transición es el GPS II); muy flexible, permite cambios futuros y reduce riesgos.

Sistema de posicionamiento global - Wikipedia, la enciclopedia libre http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_posicionamiento_global

3 de 10 20/02/2014 16:14

Page 4: Sistema de Posicionamiento Global - Wikipedia, La Enciclopedia Libre

Estación y receptor GPSprofesionales para precisionescentimétricas.

Receptor GPS.

El desarrollo de satélites GPS II comenzó en 2005, y el primero deellos estará disponible para su lanzamiento en 2012, con el objetivode lograr la transición completa de GPS III en 2017. Los desafíos sonlos siguientes:

Representar los requisitos de usuarios, tanto civiles comomilitares, en cuanto a GPS.Limitar los requisitos GPS III dentro de los objetivosoperacionales.Proporcionar flexibilidad que permita cambios futuros parasatisfacer requisitos de los usuarios hasta 2030.Proporcionar solidez para la creciente dependencia en ladeterminación de posición y de hora precisa como serviciointernacional.

El sistema ha evolucionado y de él han derivado nuevos sistemas deposicionamiento IPS-2 se refiere a Inertial Positioning System,sistema de posicionamiento inercial, un sistema de captura de datos,que permite al usuario realizar mediciones a tiempo real y enmovimiento, el llamado Mobile Mapping. Este sistema obtienecartografía móvil 3D basándose en un aparato que recoge un escánerláser, un sensor inercial, sistema GNSS y un odómetro a bordo de un vehículo. Se consiguen grandesprecisiones, gracias a las tres tecnologías de posicionamiento: IMU + GNSS + odómetro, que trabajando a lavez dan la opción de medir incluso en zonas donde la señal de satélite no es buena.

Funcionamiento

La información que es útil al receptor GPS para determinar suposición se llama efemérides. En este caso cada satélite emite suspropias efemérides, en la que se incluye la salud del satélite (si debeo no ser considerado para la toma de la posición), su posición en elespacio, su hora atómica, información doppler, etc.

Mediante la trilateración se determina la posición del receptor:

Cada satélite indica que el receptor se encuentra en un puntoen la superficie de la esfera, con centro en el propio satélite yde radio la distancia total hasta el receptor.Obteniendo información de dos satélites queda determinadauna circunferencia que resulta cuando se intersecan las dosesferas en algún punto de la cual se encuentra el receptor.Teniendo información de un cuarto satélite, se elimina elinconveniente de la falta de sincronización entre los relojes delos receptores GPS y los relojes de los satélites. Y es en estemomento cuando el receptor GPS puede determinar unaposición 3D exacta (latitud, longitud y altitud).

Fiabilidad de los datos

Debido al carácter militar del sistema GPS, el Departamento de Defensa de los EE. UU. se reservaba laposibilidad de incluir un cierto grado de error aleatorio, que podía variar de los 15 a los 100 m. La llamadadisponibilidad selectiva (S/A) fue eliminada el 2 de mayo de 2000. Aunque actualmente no aplique tal

Sistema de posicionamiento global - Wikipedia, la enciclopedia libre http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_posicionamiento_global

4 de 10 20/02/2014 16:14

Page 5: Sistema de Posicionamiento Global - Wikipedia, La Enciclopedia Libre

error inducido, la precisión intrínseca del sistema GPS depende del número de satélites visibles en unmomento y posición determinados.

Con un elevado número de satélites siendo captados (7, 8 ó 9 satélites), y si éstos tienen una geometríaadecuada (están dispersos), pueden obtenerse precisiones inferiores a 2,5 metros en el 95% del tiempo. Si seactiva el sistema DGPS llamado SBAS (WAAS-EGNOS-MSAS), la precisión mejora siendo inferior a unmetro en el 97% de los casos. Estos sistemas SBAS no se aplican en Sudamérica, ya que esa zona no cuentacon este tipo de satélites geoestacionarios. La funcionabilidad de los satélites es por medio de triangulaciónde posiciones para brindar la posición exacta de los celulares, vehículos, etc.

Fuentes de error

La posición calculada por un receptor GPS requiere en el instante actual, la posición del satélite y el retrasomedido de la señal recibida. La precisión es dependiente de la posición y el retraso de la señal.

Al introducir el atraso, el receptor compara una serie de bits (unidad binaria) recibida del satélite con unaversión interna. Cuando se comparan los límites de la serie, las electrónicas pueden meter la diferencia a 1%de un tiempo BIT, o aproximadamente 10 nanosegundos por el código C/A. Desde entonces las señales GPSse propagan a la velocidad de luz, que representa un error de 3 metros. Este es el error mínimo posibleusando solamente la señal GPS C/A.

La precisión de la posición se mejora con una señal P(Y). Al presumir la misma precisión de 1% de tiempoBIT, la señal P(Y) (alta frecuencia) resulta en una precisión de más o menos 30 centímetros. Los errores enlas electrónicas son una de las varias razones que perjudican la precisión (ver la tabla).

Fuente Efecto

Ionosfera ± 3 m

Efemérides ± 2,5 m

Reloj satelital ± 2 m

Distorsión multibandas ± 1 m

Troposfera ± 0,5 m

Errores numéricos ± 1 m o menos

Retraso de la señal en la ionosfera y la troposfera.Señal multirruta, producida por el rebote de la señal en edificios y montañas cercanos.Errores de orbitales, donde los datos de la órbita del satélite no son completamente precisos.Número de satélites visibles.Geometría de los satélites visibles.Errores locales en el reloj del GPS.

DGPS o GPS diferencial

El DGPS (Differential GPS), o GPS diferencial, es un sistema que proporciona a los receptores de GPScorrecciones de los datos recibidos de los satélites GPS, con el fin de proporcionar una mayor precisión en laposición calculada. Se concibió fundamentalmente debido la introducción de la disponibilidad selectiva(SA).

El fundamento radica en el hecho de que los errores producidos por el sistema GPS afectan por igual (o deforma muy similar) a los receptores situados próximos entre sí. Los errores están fuertementecorrelacionados en los receptores próximos.

Sistema de posicionamiento global - Wikipedia, la enciclopedia libre http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_posicionamiento_global

5 de 10 20/02/2014 16:14

Page 6: Sistema de Posicionamiento Global - Wikipedia, La Enciclopedia Libre

Estación Leica de referencia DGPS.

Equipo de campo realizandolevantamiento de informaciónsísmica usando un receptor GPSNavcom SF-2040G StarFiremontado sobre un mástil.

Un receptor GPS fijo en tierra (referencia) que conoce exactamentesu posición basándose en otras técnicas, recibe la posición dada porel sistema GPS, y puede calcular los errores producidos por elsistema GPS, comparándola con la suya, conocida de antemano. Estereceptor transmite la corrección de errores a los receptores próximosa él, y así estos pueden, a su vez, corregir también los erroresproducidos por el sistema dentro del área de cobertura de transmisiónde señales del equipo GPS de referencia.

En suma, la estructura DGPS quedaría de la siguiente manera:

Estación monitorizada (referencia), que conoce su posicióncon una precisión muy alta. Esta estación está compuesta por:

Un receptor GPS.Un microprocesador, para calcular los errores delsistema GPS y para generar la estructura del mensajeque se envía a los receptores.Transmisor, para establecer un enlace de datosunidireccional hacia los receptores de los usuarios finales.

Equipo de usuario, compuesto por un receptor DGPS (GPS +receptor del enlace de datos desde la estación monitorizada).

Existen varias formas de obtener las correcciones DGPS. Las másusadas son:

Recibidas por radio, a través de algún canal preparado para ello,como el RDS en una emisora de FM.Descargadas de Internet, o con una conexión inalámbrica.Proporcionadas por algún sistema de satélites diseñado para talefecto. En Estados Unidos existe el WAAS, en Europa el EGNOSy en Japón el MSAS, todos compatibles entre sí.

En los mensajes que se envían a los receptores próximos se pueden incluir dos tipos de correcciones:

Una corrección directamente aplicada a la posición. Esto tiene el inconveniente de que tanto elusuario como la estación monitora deberán emplear los mismos satélites, pues las correcciones sebasan en esos mismos satélites.Una corrección aplicada a las pseudodistancias de cada uno de los satélites visibles. En este casoel usuario podrá hacer la corrección con los 4 satélites de mejor relación señal-ruido (S/N). Estacorrección es más flexible.

El error producido por la disponibilidad selectiva (SA) varía incluso más rápido que la velocidad detransmisión de los datos. Por ello, junto con el mensaje que se envía de correcciones, también se envía eltiempo de validez de las correcciones y sus tendencias. Por tanto, el receptor deberá hacer algún tipo deinterpolación para corregir los errores producidos.

Si se deseara incrementar el área de cobertura de correcciones DGPS y, al mismo tiempo, minimizar elnúmero de receptores de referencia fijos, será necesario modelar las variaciones espaciales y temporales delos errores. En tal caso estaríamos hablando del GPS diferencial de área amplia.

Con el DGPS se pueden corregir en parte los errores debidos a:

Disponibilidad selectiva (eliminada a partir del año 2000).Propagación por la ionosfera - troposfera.

Sistema de posicionamiento global - Wikipedia, la enciclopedia libre http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_posicionamiento_global

6 de 10 20/02/2014 16:14

Page 7: Sistema de Posicionamiento Global - Wikipedia, La Enciclopedia Libre

Vehículo de la empresa Tele Atlas con GPScartografiando y fotografiando lascarreteras en Rochester, Nueva York (EE.UU.)

Errores en la posición del satélite (efemérides).Errores producidos por problemas en el reloj del satélite.

Para que las correcciones DGPS sean válidas, el receptor tiene que estar relativamente cerca de algunaestación DGPS; generalmente, a menos de 1000 km. Las precisiones que manejan los receptoresdiferenciales son centimétricas, por lo que pueden ser utilizados en ingeniería.

Vocabulario básico en GPS

BRG (bearing): Rumbo estimado entre dos puntos dereferencia (waypoints)CMG (Course Made Good): rumbo entre el punto departida y la posición actualEPE (Estimated Position Error): margen de errorestimado por el receptorETE (Estimated Time Enroute): tiempo estimado entredos waypointsDOP (Dilution Of Precision): medida de la precisión delas coordenadas obtenidas por GPS, según la distribuciónde los satélites, disponibilidad de ellos...ETA (Estimated Time to Arrival): hora estimada dellegada al destino

Integración con telefonía móvil

Actualmente dentro del mercado de la telefonía móvil la tendencia es la de integrar, por parte de losfabricantes, la tecnología GPS dentro de sus dispositivos. El uso y masificación del GPS estáparticularmente extendido en los teléfonos móviles smartphone, lo que ha hecho surgir todo un ecosistemade software para este tipo de dispositivos, así como nuevos modelos de negocios que van desde el uso delterminal móvil para la navegación tradicional punto-a-punto hasta la prestación de los llamados ServiciosBasados en la Localización (LBS).

Un buen ejemplo del uso del GPS en la telefonía móvil son las aplicaciones que permiten conocer laposición de amigos cercanos sobre un mapa base. Para ello basta con tener la aplicación respectiva para laplataforma deseada (Android, Bada, IOS, WP, Symbian) y permitir ser localizado por otros.

GPS y la teoría de la relatividad

Los relojes en los satélites GPS requieren una sincronización con los situados en tierra para lo que hay quetener en cuenta la teoría general de la relatividad y la teoría especial de la relatividad. Los tres efectosrelativistas son: la dilatación del tiempo, cambio de frecuencia gravitacional, y los efectos de laexcentricidad. La desaceleración relativista del tiempo debido a la velocidad del satélite es deaproximadamente 1 parte de 1010, la dilatación gravitacional del tiempo hace que el reloj del satélitealrededor de 5 partes entre 1010 más rápido que un reloj basado en la Tierra, y el efecto Sagnac debido arotación con relación a los receptores en la Tierra. Si no se tuviese en cuenta el efecto que sobre el tiempotiene la velocidad del satélite y su gravedad respecto a un observador en tierra, se produciría un corrimientode 38 microsegundos por día, que a su vez provocarían errores de varios kilómetros en la determinación dela posición.1

La relatividad especial y general

Sistema de posicionamiento global - Wikipedia, la enciclopedia libre http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_posicionamiento_global

7 de 10 20/02/2014 16:14

Page 8: Sistema de Posicionamiento Global - Wikipedia, La Enciclopedia Libre

Variación del tiempo en picosegundossegún la altura de la orbira debido alos efectos relativista

De acuerdo con la teoría de la relatividad, debido a su constantemovimiento y la altura relativa respecto, aproximadamente, un marcode referencia inercial no giratorio centrado en la Tierra, los relojes delos satélites se ven afectados por su velocidad. La relatividad especialpredice que la frecuencia de los relojes atómicos moviéndose avelocidades orbitales del GPS, unos v = 4 km / s, marcar máslentamente que los relojes terrestres fijos en un factor de

, o resultar un retraso de unos 7 ms / día, siendo c =

velocidad de la luz en el vacío.

El efecto de desplazamiento de frecuencia gravitacional sobre elGPS, la relatividad general predice que un reloj más cercano a unobjeto masivo será más lento que un reloj más alejado. Aplicado alGPS, los receptores están mucho más cerca de la Tierra que lossatélites, haciendo los relojes del GPS ser más rápido en un factor de5 × 10 -10, o alrededor de 45,9 ms / día.

Al combinar la dilatación del tiempo y desplazamiento de frecuencia gravitacional, la discrepancia es deaproximadamente 38 microsegundos por día, una diferencia de 4,465 partes de 1010.2 Sin corrección, loserrores en la pseudodistancia inicial se acumularía aproximadamente unos 10 km / día,. Este error en lapseudodistancia inicial se corrige en el proceso de resolución de las ecuaciones de navegación. Además lasórbitas de los satélite son elípticas, en lugar de perfectamente circulares, lo que causa que los efectos de ladilatación del tiempo y desplazamiento de la frecuencia gravitacional varíen con el tiempo. Este efectoexcentricidad hace que la diferencia de velocidad de reloj entre un satélite GPS y un receptor aumente odisminuya en función de la altitud del satélite.

Para compensar esta discrepancia, al patrón de frecuencia a bordo de cada satélite se le da una tasa decompensación antes del lanzamiento, por lo que marcha un poco más lento que la frecuencia de trabajo en laTierra. Concretamente, trabaja a 10.22999999543 MHz en lugar de 10,23 MHz3 Dado que el reloj atómico abordo de los satélites GPS se ajusta con precisión, hace que el sistema sea una aplicación práctica de lateoría científica de la relatividad en un ambiente del mundo real.4 Friedwardt Winterberg propusó colocarrelojes atómicos en satélites artificiales para poner a prueba la teoría general de Einstein en 1955.5

Distorsión de Sagnac

El procesamiento de la observación GPS también debe compensar el efecto Sagnac. La escala de tiempo delGPS se define en un sistema inercial, pero las observaciones se procesan en un sistema centrado en la Tierra,fijo a la Tierra (co-rotación), un sistema en el que la simultaneidad no está definida de forma única. Se aplicauna transformación de Lorentz, pues, para convertir del sistema de inercia al sistema ECEF. El recorridoseñal resultante de corrección de tiempo tiene signos algebraicos opuestos de los satélites en los hemisferioscelestes oriental y occidental. Haciendo caso omiso de este efecto se producirá un error de este a oeste en elorden de cientos de nanosegundos, o decenas de metros de su posición .6

Aplicaciones

Civiles

Navegación terrestre (y peatonal), marítima y aérea. Bastantes automóviles lo incorporan en laactualidad, siendo de especial utilidad para encontrar direcciones o indicar la situación a la grúa.Teléfonos móviles

Sistema de posicionamiento global - Wikipedia, la enciclopedia libre http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_posicionamiento_global

8 de 10 20/02/2014 16:14

Page 9: Sistema de Posicionamiento Global - Wikipedia, La Enciclopedia Libre

Un dispositivo GPS civil SwissGadget 760GS colocado en parabrisasy mostrando datos de navegaciónvehicular libre

Navegador GPS de pantalla táctil deun vehículo con información sobre laruta, así como las distancias ytiempos de llegada al punto dedestino.

Navegador con un software libre denavegación (Gosmore) usando mapaslibres de OpenStreetMap.

Topografía y geodesia.Construcción (Nivelación de terrenos, cortes de talud, tendidode tuberías, etc).Localización agrícola (agricultura de precisión), ganadera y defauna.Salvamento y rescate.Deporte, acampada y ocio.Para localización de enfermos, discapacitados y menores.Aplicaciones científicas en trabajos de campo (ver geomática).Geocaching, actividad deportiva consistente en buscar"tesoros" escondidos por otros usuarios.Para rastreo y recuperación de vehículos.Navegación deportiva.Deportes aéreos: parapente, ala delta, planeadores, etc.Existe quien dibuja usando tracks o juega utilizando elmovimiento como cursor (común en los GPS Garmin).Sistemas de gestión y seguridad de flotas.

Militares

Navegación terrestre, aérea y marítima.Guiado de misiles y proyectiles de diverso tipo.Búsqueda y rescate.Reconocimiento y cartografía.Detección de detonaciones nucleares.

Véase también

Digital Audio BroadcastingDispositivo de navegación GPS en

GLONASSNMEARinexServicio basado en localizaciónSistema de navegación para automóvilesSistema global de navegación por satéliteSistema de posicionamiento europeo GalileoSistema de posicionamiento en interioresTMC (Canal de Mensajes de Tráfico)Unidad de seguimiento GPSWaypoints

Notas y referencias↑ Guillermo Sánchez. «Sistema posicionamiento global (GPS) y las teorías de la relatividad (http://web.usal.es/~guillermo/publications/Popularscience/GPSyRelatividadporGuillermoSanchez.pdf)».

1.

↑ Rizos, Chris. University of New South Wales. GPS Satellite Signals (http://www.gmat.unsw.edu.au/snap/gps/gps_survey/chap3/312.htm). 1999.

2.

↑ The Global Positioning System by Robert A. Nelson Via Satellite (http://www.aticourses.com/global_positioning_system.htm), November 1999

3.

↑ Pogge, Richard W.; "Real-World Relativity: The GPS Navigation System" (http://www.astronomy.ohio-4.

Sistema de posicionamiento global - Wikipedia, la enciclopedia libre http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_posicionamiento_global

9 de 10 20/02/2014 16:14

Page 10: Sistema de Posicionamiento Global - Wikipedia, La Enciclopedia Libre

state.edu/~pogge/Ast162/Unit5/gps.html). Retrieved 25 January 2008.↑ «Astronautica Acta II, 25 (1956). (http://bourabai.kz/winter/satelliten.htm)» (10-08-1956). Consultado el23-10-2009.

5.

↑ Ashby, Neil Relativity and GPS (http://www.ipgp.jussieu.fr/~tarantola/Files/Professional/GPS/Neil_Ashby_Relativity_GPS.pdf). Physics Today, May 2002.

6.

Enlaces externos

Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Sistema de posicionamiento global.Sitio web educativo sobre el sistema GPS creado por el gobierno de EE. UU. (http://www.gps.gov/spanish.php)Aplicación web para localizar coordenadas GPS en formato UTM WGS84, DMS y Decimales(http://www.maps.pixelis.es/)

Obtenido de «http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Sistema_de_posicionamiento_global&oldid=72675510»Categorías: Navegación electrónica Sistemas de navegación por satélite Navegación aéreaTelecomunicaciones Inventos de Estados Unidos Departamento de Defensa de los Estados Unidos

Esta página fue modificada por última vez el 19 feb 2014, a las 14:54.El texto está disponible bajo la Licencia Creative Commons Atribución Compartir Igual 3.0; podríanser aplicables cláusulas adicionales. Léanse los términos de uso para más información.Wikipedia® es una marca registrada de la Fundación Wikimedia, Inc., una organización sin ánimo delucro.

Sistema de posicionamiento global - Wikipedia, la enciclopedia libre http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_posicionamiento_global

10 de 10 20/02/2014 16:14