El GPS a fondo

¿Cómo funciona el GPS?

El GPS es una constelación de 27 satélites impulsados por energía solar que orbitan la Tierra en órbitas casi circulares a una altitud de aproximadamente 20.000 kilómetros. Las órbitas están dispuestas de manera que desde cualquier punto del planeta se pueden “ver” al menos 4 de los 24 satélites operativos. Tres de los 27 satélites actualmente en órbita son de repuesto y están listos para cambiarlos si alguno de los otros falla.

Cada satélite envía una señal electromagnética (una transmisión de microondas) que anuncia su presencia a cualquiera que disponga de un receptor en la Tierra listo para recibir la señal. Así, un receptor GPS puede captar la señal de cuatro satélites en cualquier momento. El ordenador incorporado utiliza estas señales para calcular la distancia precisa de cada uno de los cuatro satélites y a continuación calcula su posición exacta en el planeta dentro de los metros más próximos según estas distancias.

De hecho, son necesarias las señales de sólo tres satélites para llevar a cabo el proceso de trilateración; el cálculo de su posición en la Tierra según su distancia desde los tres satélites. La señal del cuarto satélite es redundante y se utiliza para confirmar los resultados del cálculo inicial. Si la posición calculada de las distancias a los satélites A-B-C no concuerda con el cálculo basado en A-B-D, se prueban otras combinaciones hasta obtener un resultado coherente.

El proceso de medición de la distancia del satélite al receptor GPS se basa en señales cronometradas. Por ejemplo, a las 16:45 h justas, los satélites pueden empezar a emitir su señal. El receptor GPS también empezará a ejecutar la misma secuencia aleatoria a las 16:45 h de la hora local pero no emitirá la secuencia. Cuando el receptor capte la señal de los distintos satélites, habrá un intervalo de demora porque las microondas tardan una fracción de segundo en viajar a la velocidad de la luz desde el satélite hasta el receptor. El intervalo de demora se convierte fácilmente en la distancia de cada satélite. Las ligeras diferencias entre las señales de cada uno se utilizan para calcular la posición del receptor.