Apuntes de GPS

1.- INTRODUCCION.
Desde el año 1973 un nuevo sistema de posicionamiento en tiempo real se ha venido desarrollado en el seno del Departamento de Defensa de Estados Unidos. Se trata del GPS (Global Position System). Este sistema es, hoy en día, el más preciso de los medios de posicionamiento de cobertura mundial, superando, en algunos casos, precisiones submétricas.
Junto al posicionamientotridimensional, (longitud, latitud, y altitud ) el GPS proporciona al usuario información sobre su velocidad y hora UTC.

2.- ORBITAS DE LOS SATELITES GPS.

la red de satélites, serán 24 los operativos que estén orbitando alrededor de la Tierra cada 12 horas, a una velocidad de 3,9 Km/s y a una altura de 20.200 kilómetros.
La mayor altura de los satélites es para obviar los efectosirregulares causados por la heterogeneidad de la masa terrestre. El GPS proporciona la velocidad efectiva con la que se mueve el barco, provisto del receptor adecuado, gracias al efecto DOPPLER.
En este caso, la mayor altura es una desventaja pues hace que las curvas Doppler se vuelvan más planas y afectan a la exactitud de la medición. Esto es compensado, en parte, con la disposición de, almenos, cuatro satélites que son seguidos. De cualquier forma, la exactitud de la velocidad que nos da el GPS por el efecto Doppler es de 0,1 m/s, esto es, 0,2 nudos.
La disposición en el espacio de estos satélites está configurada como una constelación de 6 planos orbitales de 4 satélites cada uno. Según nuestras últimas notas bibliográficas, aún no está completamente decidido si la constelaciónfinal constará de 21 ó 24 satélites. En todo caso, parece probable que existan 3 satélites operativos en cada plano orbital, quedando el resto en reserva, pudiéndose poner en funcionamiento por medio de un control remoto desde la Tierra.
Todos los satélites disponen de un sistema de propulsión para mantenerse en su órbita y controlar su estabilidad, teniendo incluso capacidad para cambiar su planoorbital hasta un número máximo de tres veces durante su vida. La figura 1.2 muestra los tres satélites de cada órbita equiespaciados cada 120 (360/3).

El ángulo que forman cada uno de estos planos con el del Ecuador es de 55. La diferencia entre la Ascensión Recta y los Nodos Ascendentes de las sucesivas órbitas es de 60 (360/6).
Mientras la Tierra da una revolución diaria alrededor desi misma, los satélites realizan dos revoluciones alrededor de ella. Siempre hay dos satélites simultáneamente cruzando el Ecuador, uno lo hace con dirección Norte y el otro hacia el Sur. En cada estadio, así definido, la Tierra habrá rotado 90. Esta configuración en "tela de araña" está pensada para que en todo momento siempre haya, al menos, 4 satélites emitiendo sobre cualquier lugar del globocon los que poder obtener la posición recibiendo señales directas y fiables.

3.- DESCRIPCION GENERAL DEL SISTEMA.
El sistema GPS trabaja con tres líneas ó segmentos: El segmento espacio, el segmento control y el segmento usuario.
- Segmento espacio: Ha sido desarrollado en la pregunta anterior.
- Segmento control: Actualmente tiene cuatro estaciones monitoras: una cubre la zona delAtlántico, otra el área del Pacífico, la tercera está en la isla de Diego Suarez (Océano Indico), y la cuarta y última, que es la estación monitora maestra, está localizada en Colorado Spring (EE.UU.). Estas estaciones siguen las trayectorias de los satélites, recibiendo sus señales de radio cuando están "a la vista".
- Segmento usuario: Esta línea está destinada a las bases de tierra, barcos yplataformas de despegue espacial, principalmente. Este modo está equipado con receptor-procesador capaz de recibir al menos hasta 4 señales satélites simultáneamente o bien secuencialmente. El objeto del receptor-procesador es seleccionar los cuatro satélites a seguir, es decir, elegir cuales son los satélites a la vista que dan la mejor composición o corte geométrico para resolver la posición....