ensayos 1

Navegación por satélite.
Evolución, tendencias tecnológicas y aplicaciones
FÉLIX PÉREZ
DIRECTOR DEL DEPARTAMENTO DE SEÑALES, SISTEMAS Y RADIOCOMUNICACIONES,
E.T.S.I.T. (UPM)

El primer sistema de navegación por satélite fue concebido en el Laboratorio de Física Aplicada
de la Universidad Johns Hopking mientras determinaban la órbita del primer satélite artificial –el
Sputnik 1–, a partirde la recepción de la señal que éste emitía: una simple portadora de
frecuencia 20 MHz. Cuando al doctor F. T. McClure se le ocurrió invertir el problema que
estaban resolviendo en aquel momento no podía imaginar que estaba abriendo las puertas a
una revolución tecnológica cuyas aplicaciones sólo están limitadas por nuestra imaginación.
UN POCO DE HISTORIA...
El primer sistema de navegaciónpor satélite (en adelante SNS) nació de la coincidencia de una
"necesidad vital" de la Marina de Estados Unidos y de la aparición de un avance tecnológico sin
precedentes: la capacidad de situar satélites artificiales en órbita alrededor de la Tierra.
En efecto, en 1957 en plena Guerra Fría, la Marina norteamericana inició el programa Polaris
cuyo objetivo era el despliegue de misilesintercontinentales ocultos bajo el agua,
embarcándolos en submarinos dispersos en los océanos. Cada misil apuntaba a un objetivo
estratégico seleccionado y el éxito del proyecto dependía de la capacidad de determinar con
precisión la posición de los submarinos en cualquier punto de la Tierra, lo que requería un
sistema de navegación global (utilizable en todo momento y en cualquier punto).
Porotro lado, los investigadores de la Universidad Johns Hopking habían comprobado la
posibilidad de determinar con gran precisión la órbita del Sputnik 1, a partir del desplazamiento
Doppler sufrido por la señal que emitía (como consecuencia del movimiento del satélite) y del
conocimiento preciso de la posición del receptor que la sintonizaba.
En una conversación casual entre investigadores deambos proyectos el doctor McClure
comentó la posibilidad de invertir el problema: si se conociese la posición de un satélite de
forma precisa, sería posible determinar la de un receptor situado en el submarino de posición
desconocida, midiendo el desplazamiento Doppler sufrido por una señal emitida desde el
satélite. Había nacido el TRANSIT, el primer SNS.
El programa TRANSIT comenzó en 1958 yse declaró operacional en 1964, tras el lanzamiento
de 10 satélites. Posteriormente, en 1967, se permitió su utilización civil, estando en servicio
durante 33 años y habiendo sido utilizado por 250.000 usuarios, un éxito sin precedentes. Por
su parte, la Unión Soviética desarrolló el CICADA, un sistema muy similar al de la Marina
norteamericana.
A pesar de su sencillez y sus limitaciones–por ejemplo no se podía utilizar en navegación
aérea–, el sistema TRANSIT estableció todos los conceptos básicos de los SNS’s: estructura
del sistema, fuentes de error, técnicas de navegación y geodésicas, etc. De hecho, el GPS

(Global Positioning System) no es más que su evolución lógica de la mano de nuevos
desarrollos tecnológicos que permitieron la superación de dichas limitaciones.PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO DE LOS SISTEMAS DE NAVEGACIÓN POR
SATÉLITE
Las medidas básicas que pueden realizarse, a partir de las señales transmitidas desde los
satélites, son la distancia de la línea de visión directa observador-satélite y la velocidad de
variación con el tiempo de esta distancia. La primera se obtiene del tiempo que tarda la señal
en alcanzar al observador o del desfase quesufre la portadora, y la segunda del
desplazamiento Doppler que sufre esta misma portadora.
La medida en un cierto instante o en un intervalo de tiempo de una de las dos magnitudes
permite establecer una superficie en la que está el observador (en el primer caso un esferoide y
en el segundo un hiperboloide). Para establecer la posición del observador se requieren varias
superficies cuya...