GPS resumen

SISTEMA DE
POSICIONAMIENTO
GLOBAL
(GPS)

Tamara Giménez Rodríguez
María Elena Ros Bernabeu
Gravitación y Astrofísica
Curso 2009-2010

ÍNDICE

Pág.

1. Introducción…………………………………………………………………2
2. Historia……………………………………………………………………….3
3. Características técnicas…………………………………………………..4
 Segmento espacial
 Segmento control
 Segmento de usuario
4. Evolución…………………………………………………………………….7
5.Funcionamiento…………………………………………………………….8
6. Relación con Física………………………………………………………...8
 Principio de triangulación
 Medición precisa del tiempo
 Efectos relativistas
7. Fuentes de error…………………………………………………………...12
8. GPS diferencial……………………………………………………………..13
9. Vocabulario…………………………………………………………………15
10. Aplicaciones………………………………………………………………..15
11. Conclusiones……………………………………………………………….15

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1.Introducción
El Sistema de Posicionamiento Global o GPS, aunque su nombre
correcto es NAVSTAR-GPS1, es un sistema global de navegación por satélite
que permite determinar en todo el mundo la posición de un objeto, una
persona, un vehículo o una nave. Podemos alcanzar una precisión hasta de
centímetros, usando el GPS diferencial, pero lo habitual son unos pocos
metros.
Aunque su invención se atribuye a losgobiernos de Francia y Bélgica, el
sistema fue desarrollado e instalado por el Departamento de Defensa de los
Estados Unidos, del que actualmente se encarga.
El GPS funciona mediante una red de 27 satélites (24 operativos y 3 de
respaldo) en órbita a 20.200 km sobre el globo terráqueo, con trayectorias
sincronizadas para cubrir toda la superficie de la Tierra. Cuando se desea
determinar unaposición, el receptor que se utiliza para ello localiza
automáticamente como mínimo tres satélites de la red, de los que recibe unas
señales indicando la posición y el reloj de cada uno de ellos. Con base en estas
señales, el aparato sincroniza el reloj del Sistema de Posicionamiento y calcula
el retraso de las señales; es decir, la distancia al satélite. Por "triangulación" los
tres satélites calculan laposición en que el GPS se encuentra. La triangulación
en el caso del Sistema de Posicionamiento Global 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 laposición 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. (Estos datos serán especificados más adelante).
La antigua Unión Soviética tenía un sistema similar llamado GLONASS,
ahora gestionado por la Federación Rusa.
Actualmente la Unión Europea estádesarrollando su propio sistema de
posicionamiento por satélite, denominado Galileo.

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2. Historia
Todo empieza cuando en 1957 la Unión Soviética lanzó al espacio el
satélite Sputnik I, que era monitorizado gracias al Efecto Doppler de la señal
que transmitía. Debido a este hecho, se comenzó a pensar que, de igual modo,
la posición de un observador podría ser establecida mediante el estudio dela
frecuencia Doppler de 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 de sus flotas, posiciones actualizadas y
precisas. Así surgió el sistema TRANSIT, que quedó operativo en 1964, lo que
podríamos considerar los inicios del GPS, y hacia 1967 estuvodisponible,
además, para uso comercial.
Las actualizaciones de posición, en ese entonces, se encontraban
disponibles cada 40 minutos y el observador debía permanecer casi estático
para poder obtener información adecuada.
Posteriormente, en esa misma década y gracias al desarrollo de los
relojes atómicos, se diseñó una constelación de satélites, portando cada uno
de ellos un reloj, estando todos...