sistema de posicionamiento global

SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS): DESCRIPCIÓN, ANÁLISIS
DE ERRORES, APLICACIONES Y FUTURO
A.Pozo-Ruz*, A.Ribeiro, M.C.García-Alegre, L.García, D.Guinea, F.Sandoval*
Instituto de Automática Industrial
Consejo Superior de Investigaciones Científicas
28500 Arganda. Madrid
* Dpto. de Tecnología Electrónica
E.T.S. Ingenieros de Telecomunicación. Universidad de Málaga

Palabras clave:Sistema de posicionamiento global, errores GPS, aplicaciones GPS.
RESUMEN:
El sistema de posicionamiento global mediante satélites (GPS: Global Positioning System) supone
uno de los más importantes avances tecnológicos de las últimas décadas. Diseñado inicialmente
como herramienta militar para la estimación precisa de posición, velocidad y tiempo, se ha utilizado
también en múltiplesaplicaciones civiles. Por razones de seguridad, las señales GPS generadas para
uso civil se someten a una degradación deliberada, al tiempo que su emisión se restringe a una
determinada frecuencia. A pesar de ello, las aplicaciones civiles siguen proliferando a un ritmo
exponencial gracias a la incorporación de las técnicas diferenciales (DGPS). En este artículo se
introducen los principios que rigenel funcionamiento del sistema GPS, los principales errores que
afectan a la localización y las técnicas de corrección de los mismos. Se presenta un conjunto de
aplicación actuales y futuras con gran repercusión económica y social para finalizar con comentarios
sobre la posible evolución de los sistemas de posicionamiento global.

1. INTRODUCCIÓN
El Sistema de Posicionamiento Global (GPS) esun sistema de localización, diseñado por el Departamento de
Defensa de los Estados Unidos con fines militares para proporcionar estimaciones precisas de posición,
velocidad y tiempo; operativo desde 1995 utiliza conjuntamente una red de ordenadores y una constelación de 24
satélites para determinar por triangulación, la altitud, longitud y latitud de cualquier objeto en la superficie
terrestre[1]-[2].
En el ámbito civil y alegando razones de seguridad sólo se permite el uso de un subconjunto degradado de
señales GPS. Sin embargo la comunidad civil ha encontrado alternativas para obtener una excelente precisión en
la localización mediante las denominadas técnicas diferenciales. Gracias a ellas las aplicaciones civiles han
experimentado un gran crecimiento y actualmente existen másde 70 fabricantes de receptores GPS.
Un sistema de navegación similar llamado GLONASS (GLObal NAvigation Satellites System) se desarrolló en la
antigua Unión Soviética. El sistema, también diseñado con fines militares, reservó un subconjunto de señales sin
codificar para las aplicaciones civiles. Actualmente la responsabilidad del sistema es de la Federación Rusa. De
los 24 satélites,distribuidos en tres planos orbitales inclinados 64.8º a 19100 Km. de altitud y periodo 11 h. 15
min. sólo funcionan 14. A pesar del beneficio que supone la ausencia de perturbación en la señal GLONASS, la
incertidumbre sobre su futuro ha limitado su demanda, sin embargo se han comercializado receptores que
combinando las señales GPS y GLONASS, mejoran la precisión de las medidas.

2. EL SISTEMA GPS2.1 Arquitectura del sistema GPS
El sistema se descompone en tres segmentos básicos, los dos primeros de responsabilidad militar: segmento
espacio, formado por 24 satélites GPS con una órbita de 26560 Km. de radio y un periodo de 12 h.; segmento
control, que consta de cinco estaciones monitoras encargadas de mantener en órbita los satélites y supervisar su
correcto funcionamiento, tresantenas terrestres que envían a los satélites las señales que deben transmitir y una
estación experta de supervisión de todas las operaciones (Fig. 1); y segmento usuario, formado por las antenas y
los receptores pasivos situados en tierra. Los receptores, a partir de los mensajes que provienen de cada satélite
visible, calculan distancias y proporcionan una estimación de posición y tiempo.
Fig....