Parte de la información y figuras contenida en este tutorial fue
tomada de publicaciones de
Peter H. Dana Ph.D. para el Departamento
de Geografía en la Universidad de
Colorado.
www.pdana.com
Dependiendo de su posición, un
receptor GPS portátil puede recibir señales simultáneas de entre
6 a 12 satélites
Esencialmente, el receptor GPS compara el tiempo en que una
señal fue transmitida por un satélite con el tiempo en que fue
recibida. La diferencia de tiempo le dice a los receptores GPS
la distancia exacta en que se encuentra el satélite
Mediante esta información, recibida de al menos 3 satélites
(para la determinación de la posición latitud-longitud) ó 4
(para determinar latitud, longitud y altitud), el receptor GPS
hace uso de cálculos por triangulación para determinar su
posición
Si el receptor GPS cuenta con señales adicionales de más
satélites, con esa información redundante puede determinar la
posición con más precisión.
¿Que tipo de información envían los satélites a los receptores
GPS en tierra?
El llamado mensaje
de navegación contiene 1500 bits de información y es
enviado en forma constante por cada satélite a un baud rate de 50
bits/seg. Cada mensaje toma un período de 30
segundos en trasmitirse. Está compuesto de tres componentes
principales.
La
primera parte contiene la hora GPS.
La hora GPS es determinada a partir de los relojes
atómicos de los satélites GPS y está medida en
semanas y segundos a partir las 00:00:00 del 6 de
enero de 1980, con una precisión de 1 microsegundo.
La hora GPS es la misma para todos los satélites y
receptores GPS en tierra.
La segunda parte contiene información orbital de
datos conocida como efemérides y permite al receptor
GPS calcular la posición del satélite por medio de
sus coordenadas astronómicas.
La tercera parte, que se conoce como almanaque, contiene
información sobre la posición del satélite en relación con el
resto de los satélites de la constelación. Para que
un receptor GPS recabe la información completa del
almanaque, se requiere el ingreso de 25 mensajes de
navegación sucesivos, lo cual se completa en 12.5
minutos.
La siguiente figura muestra el formato del mensaje
de navegación (SV=Space Vehicule, se refiere a los
satélites GPS):
¿Cómo
se expresa la posición con las 3 coordenadas
geográficas de latitud, longitud y altitud?
De
acuerdo al diagrama mostrado abajo, la latitud y la longitud
expresadas como ángulos, definen cualquier punto en la esfera
terrestre. Un ejemplo es el siguiente, para un punto en la
ciudad de Nueva York:
Latitud: North 40°, 42', 46.021"
Longitud: West 74°, 0', 21.388"
En
cuanto a la altitud, se expresa en metros sobre el nivel del
mar. Por ejemplo, en la Ciudad de México y dependiendo del punto
de medición, el sistema GPS proporciona una altitud de alrededor
de 2300 metros.
¿Qué precisión tiene un receptor
GPS?
Originalmente, el sistema GPS
contaba con una opción llamada SA (Selective Availability) ó
disponibilidad selectiva, que significaba que en las
aplicaciones civiles, en forma intencional, la información
contenida en la señal de los satélites era degradada para
permitir una precisión de tan solo 100 metros, privilegiando así
a las aplicaciones militares.
Sin embargo, a partir del año
2000, la SA dejó de utilizarse, habilitando entonces una
precisión de aproximadamente 15 metros en aplicaciones civiles.
Posteriormente, a partir de 2003, el gobierno de los Estados
Unidos puso en marcha, para la zona de Norteamérica, un sistema
conocido como WAAS (Wide Area Augmentation System), el cual,
mediante una red de 54 estaciones terrenas de vigilancia (Canadá
y México incluídos), y 3 satélites geoestacionarios, genera
información que permite a los receptores GPS en tierra obtener
una precisión adicional en sus cálculos de posición. Mediante
este sistema, la precisión actual es de unos 3 metros, el 95%
del tiempo
¿Mediante qué
aplicación es posible conocer el punto de geolocalización
asociado a los mapas de Google?
Una vez que conoce
la latitud y longitud expresadas en unidades de ángulo, en el
link
www.google.com/maps encontrará una ventana como la
mostrada, en donde se deben escribir los datos de latitud y longitud en unidades de grados,
minutos y segundos. En el mapa se
mostrará
el punto buscado, a través del sistema de mapas de Google.
Ver aquí un producto vendido por la
empresa para implementar un receptor GPS con microcontroladores.
Vea aquí un proyecto de la conexión de un
módulo GPS con el sistema Microcontrolador Bolt 18F2550
