Localización Satelital

Por Evelio Martínez
Publicado en la Revista RED, Enero de 1998.
Introducción
La localización – determinar una posición – y la navegación – obtener una posición a partir de la anterior – siempre han sido tareas cruciales para las actividades del ser humano a través de la historia, y estos métodos han sido siempre complicados.
Si nos remontamos cinco siglos atrás, época en que los navegantesCristobal Colón, Marco Polo y otros se destacan por sus grandes travesías alrededor del mundo, se puede observar que la importancia de contar con mecanismos de localización y navegación era vital. Mas aún, tampoco se contaba con mapas muy exactos y la única forma de navegación (orientación) eran los astros.
El descubrimiento de la electricidad (pararayos) en 1752 por Benjamin Franklin marcó unacontecimiento muy importante para la humanidad y principalmente para las comunicaciones; posteriormente el descubrimiento de las ondas electromagnéticas por Heinrich Rudolph Hertz en 1888 ayudó en gran medida a la transmisión de información a grandes distancias sin la necesidad de cables. Después surgen los primeros intentos por buscar un mecanismo de localización por medio de ondaselectromagnéticas, basándose en el principio básico de calcular distancias en base al tiempo de travesía de la señal y la velocidad de la luz, basándose en antenas transmisoras de corto alcance. Estos métodos a pesar de ser aproximados tenían una gran desventaja, la cobertura era limitada. Al buscarse otros intervalos de frecuencias en los cuales la propagación de las ondas electromagnéticas fuera aún mejor, semejoraron los niveles de aproximación, pero aún la cobertura seguía siendo limitada.
No fue sino hasta principios de los 70’s de este siglo cuando el Departamento de la Defensa de Estados Unidos comenzó a diseñar un nuevo proyecto de localización mundial por medio de tecnología satelital. Con presupuesto de 12 mil millones de dólares se inicia el proyecto y en 1978 se lanza el primero de un total de24 satélites de órbita media (MEO) de la constelación llamada NAVSTAR GPS. La idea era tener a estos satélites como puntos de referencia para calcular posiciones – latitud, longitud y altitud. Aunque al principio este sistema fue sólo para propósitos de estrategia militar, posteriormente esta tecnología se brindó a la población civil en forma gratuita, pero con algunas "limitantes" –laaproximación. En la actualidad, con la disminución en el tamaño y en el precio de los receptores GPS, se contribuye a que esta tecnología esté al alcance de todos.
¿Qué es GPS ?
GPS (Global Positioning System) es un sistema mundial de localización constituido por una constelación de satélites, cada uno de ellos dotado con relojes atómicos, computadoras, emisores y receptores de radio y por estacionesterrenas que monitorean constantemente a cada uno de los satélites. Los receptores GPS utilizan a estos satélites como puntos de referencias para calcular la latitud, longitud, altitud – con aproximaciones en el orden de metros, inclusive centímetros– , velocidad y tiempo exacto.
¿ Como funciona GPS ?
Cada satélite transmite su posición y el tiempo exacto cada 1000 veces por segundo a la tierra,donde – cada milisegundo – un receptor computarizado puede calcular a qué distancia se encuentra de un satélite en particular que se encuentra a la vista, multiplicando la velocidad de la luz por el tiempo transcurrido de la señal del satélite al receptor GPS. Al combinar las señales de varios satélites, el receptor puede establecer con "exactitud" su propia posición, altitud e inclusive la velocidad.La idea básica de la determinación de la posición se basa en la triangulación de los satélites. Para "triangular" un receptor GPS calcula la distancia en base al tiempo de travesía de la señal a través de las capas de la atmósfera, conociendo de antemano la velocidad de la luz. Para calcular el tiempo de travesía, los receptores GPS necesitan calcular los tiempos en ambos relojes – el del...