El Global Positioning System (GPS) o Sistema de Posicionamiento Global (más conocido con las siglas GPS); su nombre más correcto es NAVSTAR GPS. Es un Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) el cual permite determinar en todo el mundo la posición de un objeto, una persona, un vehículo o una nave, con una precisión hasta de centímetros usando GPS diferencial, aunque lo habitual son unos pocos metros. Nosotros lo utilizamos en la bicicleta para recordar y repetir rutas de plena montaña, tal y como podrás ver en el apartado de rutas de nuestra web donde ofrecemos los tracks de las rutas que ya hemos realizado. El sistema fué desarrollado e instalado, y actualmente mantenido por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos.
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El GPS funciona mediante una red de 24 satélites (21 operativos y 3 de respaldo) en órbita sobre el globo a 20.200 km con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie de la tierra. Cuando se desea determinar la posición, el aparato que se utiliza para ello localiza automáticamente como mínimo cuatro satélites de la red, de los que recibe unas señales indicando la posición y el reloj de cada uno de ellos. En base a estas señales, el aparato sincroniza el reloj del GPS y calcula el retraso de las señales, es decir, la distancia al satélite. Por «triangulación» calcula la posición en que éste se encuentra. La triangulación en el caso del GPS, a diferencia del caso 2-D que consiste en averiguar el ángulo respecto de puntos conocidos, 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 desde tierra sincronizan a los satélites.
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La Triangulación
La triangulación consiste en averiguar el ángulo de cada una de las tres señales respecto al punto de medición. Conocidos los tres ángulos 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, en geodesía, conocidas las distancias a tres puntos de coordenadas conocidas, se puede determinar la posición de nuestro punto; esta, en esencia, es la base del funcionamiento del sistema de navegación GPS.
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Elementos que lo componen
- Sistema de satélites: Esta formado por 24 unidades con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie del globo terraqueo. Más concretamente, repartidos en 6 planos orbitales de 4 satélites cada uno. La energía eléctrica que requieren para su funcionamiento la adquieren a partir de dos paneles compuestos de celdas solares adosadas a sus costados.
- Estaciones terrestres: envían información de control a los satélites para controlar las órbitas y realizar el mantenimiento de toda la constelación.
- Terminales receptores: que nos indica la posición en la que estamos, conocidas también como Unidades GPS, son las que podemos adquirir en las tiendas especializadas.
Funcionamiento
- La situación de los satélites es conocida por el receptor con base en las efemérides (5 parámetros orbitales Keplerianos), parámetros que son transmitidos por los propios satélites. La colección de efemérides de toda la constelación se completa cada 12 min y se guarda en el receptor GPS.
- El receptor GPS funciona midiendo su distancia de los satélites, y usa esa información para calcular su posición. Esta distancia se mide calculando el tiempo que la señal tarda en llegar al receptor. Conocido ese tiempo y basándose en el hecho de que la señal viaja a la velocidad de la luz (salvo algunas correcciones que se aplican), se puede calcular la distancia entre el receptor y el satélite.
- Cada satélite indica que el receptor se encuentra en un punto en la superficie de la esfera con centro en el propio satélite y de radio la distancia total hasta el receptor.
- Obteniendo información de dos satélites se nos indica que el receptor se encuentra sobre la circunferencia que resulta cuando se intersectan las dos esferas.
- Si adquirimos la misma información de un tercer satélite notamos que la nueva esfera solo corta el círculo anterior en dos puntos. Uno de ellos se puede descartar porque ofrece una posición absurda. De esta manera ya tendríamos la posición en 3-D. Sin embargo, dado que el reloj que incorporan los receptores GPS no está sincronizado con los relojes atómicos de los satélites GPS, los dos puntos determinados no son precisos.
- Teniendo información de un cuarto satélite, eliminamos el inconveniente de la falta de sincronización entre los relojes de los receptores GPS y los relojes de los satélites. Y es en este momento cuando el receptor GPS puede determinar una posición 3-D exacta(latitud, longitud y altitud). Al no estar sincronizados los relojes entre el receptor y los satélites, la intersección de las cuatro esferas con centro en estos satélites es un pequeño volumen en vez de ser un punto. La corrección consiste en ajustar la hora del receptor de tal forma que este volumen se transforme en un punto.
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Fiabilidad de los datos
- Debido al carácter militar del sistema GPS, el Departamento de Defensa de los EE.UU. se reserva la posibilidad de incluir un cierto grado de error aleatorio que puede variar de los 15 a los 100 m. La llamada Disponibilidad selectiva (S/A) fue eliminada el 2 de mayo de 2000.
- 1.Aunque actualmente no aplique tal error inducido, la precisión intrínseca del sistema GPS depende del número de satélites visibles en un momento y posición determinados. Sin aplicar ningún tipo de corrección y con ocho satélites a la vista, la precisión es de 6 a 15 metros; pero puede obtenerse más precisión usando sistemas de corrección (Ej: DGPS).
Buscando nuestro GPS
El sistema GPS ha supuesto un boom en el mercado en general, si bien, en nuestro deporte, debemos de huir de la idea de los “navegadores” de coche. El GPS Outdoor es bastante diferente de esos navegadores tiene bastantes más funciones, es más compacto, pero es menos gráfico y permite menos detalle en los mapas, en el caso de que los incorpore.
Esta revolución ha supuesto una carrera entre los principales fabricantes de estos productos, no solo en la navegación en carretera, sino también en el producto de aventura. Entre los fabricantes, destacaremos Garmin (www.garmin.es) y Magellan, especialistas en estos tipos de producto. Desde nuestra web, no recomendaremos un modelo, pero si ciertas directrices a la hora de adquirir tu equipo:
- Cíñete a un presupuesto, ten claro hasta donde te quieres gastar, como en todo, hay muchos modelos y precios, a mayores características, mayor es el precio.
- Facilidad de uso, recuerda que encima de la bicicleta, lo principal es pilotar la máquina, busca un producto cuyo manejo sea lo mas sencillo posible, con botones claro y fáciles de pulsar, recuerda que llevarás guantes, que se moverá el manillar, etc.
- Compara características y precios, habitualmente la recepción en todos es la misma, varía la capacidad de almacenamiento, la posibilidad de incorporar mapas, etc.
- No te olvides de los accesorios, un soporte de manillar para el GPS y el cable de conexión al PC son imprescindibles.
- Las baterías son importantes, asegúrate de la duración y del tipo de batería que usa tu GPS y no olvides llevar siempre un repuesto, para evitar, perderte o que se corten tus rutas.
