Sistema de Posicionamiento Global

SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS)
El sistema de posicionamiento global permite determinar en todo el mundo la posición de un objeto, una persona o un vehículo con una precisión hasta de centímetros aunque lo habitual son unos pocos metros de precisión.
Está constituido por 24 satélites orbitando alrededor de la tierra, estos reciben el nombre de NAVSTAR (Navigation Satellite Timing andRanging), de los cuales 21 son regulares y 3 de respaldo.
Este utiliza un receptor móvil y una estación(es) de referencias situadas en coordenadas conocidas con gran exactitud. La estación de referencia comprueba todas las medidas a los satélites en una referencia local sólida, y obtiene en tiempo real las coordenadas de ese punto, cuyos valores ya se conocían con exactitud a priori. Compararesultados y a partir de ello calcula los errores del sistema en tiempo real y transmite por algún sistema (satélite, radio, TCP/IP, GSM o UTMS) dichas correcciones al receptor móvil, que deberá de disponer de un módulo con la capacidad de captar estas correcciones y recalcular su posición.
Utiliza la triangulación para determinar en todo el globo la posición de un objeto cualquiera con una precisiónde más o menos metros
Los parámetros que calcula con gran precisión y en tiempo real son la posición (x;y;z) , el tiempo y la velocidad del móvil.




FUNDAMENTOS DEL GPS:
El GPS se basa en la medición de distancias a partir de señales de radio transmitidas por un grupo de satélites artificiales cuya órbita se conoce con precisión y captadas y decodificadas por receptores ubicados en lospuntos cuya posición se desea determinar.
Si medimos las distancias de al menos tres diferentes satélites a un punto sobre la tierra, es posible determinar la posición de dicho punto por trilateración.
Trilateración satelital.
Medición de distancias desde los satélites.
Medición precisa del tiempo (relojes atómicos).
Conocimiento preciso de la órbita de los satélites (efemérides)
Correcciónde errores en la propagación de la onda.









TRILATERACIÓN SATELITAL:
Los satélites del GPS se encuentran girando alrededor de la Tierra en órbitas predefinidas a una gran altura, siendo posible conocer con exactitud la ubicación de uno de ellos en un instante de tiempo dado, convirtiéndose por lo tanto los satélites en puntos de referencia en el espacio.

Pero al captar la señalde un satélite el receptor puede calcular la distancia entre ambos, entonces no sabríamos exactamente su ubicación ya que se formaría una superficie esférica de posibilidades.

Ahora al medir la distancia de un segundo satélite al mismo receptor se genera otra superficie esférica que al intersecarse con la primera se formará un circulo en cuyo perímetro se ubicará el punto a ser medido.


Sitomamos una tercera medición, la intersección se reduce a dos puntos de los cuales uno puede ser descartado por ser una respuesta incorrecta sea por estar fuera del especio o por moverse a una velocidad muy elevada.

Aun así matemáticamente es necesario determinar una cuarta medición a un diferente satélite para poder calcular así las cuatro incógnitas x;y;z;tiempo.
MEDICIÓN DE DISTANCIAS DESDELOS SATÉLITES:
Esta se calcula midiendo el tiempo de viaje de la señal de radio desde el satélite al receptor. Conociendo la velocidad de la señal de radio, la distancia se determina por medio de la ecuación del MRU, donde V = velocidad de la luz (3x106 km/s).
MEDICIÓN PRECISA DEL TIEMPO:
El tiempo promedio que una señal tarde en viajar de un satélite orbitando a 20 200 km a la Tierra es de0,067 segundos, por lo cual se hace necesario utilizar relojes atómicos.
EFEMÉRIDES:
24 satélites operacionales en el sistema NAVSTAR orbitan la Tierra cada 12 horas.
Existen 6 diferentes órbitas inclinadas aproximadamente 55º con respecto al Ecuador.
Alrededor de cada uno de estos planos giran cuatro satélites que son monitoreados constantemente por el Departamento de Defensa de los Estados...