GPS y Satélites NAVSTAR

Representación gráfica del sistema de satélites artificiales NAVSTAR

• El sistema de posicionamiento global (G.P.S) utiliza satélites artificiales como puntos de referencia para calcular posiciones de puntos sobre la superficie de la tierra con precisión cada vez mayor.
• Los satélites artificiales se utilizan en diversas áreas, incluyendo la ingeniería civil, donde se ha convertido en una herramienta indispensable para profesionales y técnicos en la determinación de posiciones y realización de levantamientos topográficos.

Fundamentos del sistema de posicionamiento global

• El sistema de posicionamiento global por satélite 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.
• Se requieren al menos tres satélites para determinar la posición de un punto sobre la tierra mediante trilateración.
• La trilateración es un procedimiento similar a la triangulación pero basado en la medición de los lados de un triángulo.

Trilateración satelital

• Los satélites del sistema de posicionamiento global se encuentran en órbitas predefinidas a una altura aproximada de 20.200 kilómetros.
• La ubicación de un satélite en un instante de tiempo dado se conoce con exactitud, convirtiéndose en puntos de referencia en el espacio.
• La medición de la distancia desde un satélite indica que el punto puede estar ubicado en cualquier lugar de la superficie de la esfera.

Medición precisa del tiempo

• La medición precisa del tiempo es necesaria para determinar la posición de un punto.
• Los satélites portan relojes atómicos con precisiones de un nanosegundo.
• Los receptores corrigen los errores en la medición del tiempo mediante una medición a un cuarto satélite.

Posicionamiento del satélite

• Existem 24 satélites operacionales en el sistema NAVSTAR orbitando la Tierra cada 12 horas a una altura de 20.200 kilómetros.
• Los satélites están distribuidos en seis diferentes órbitas inclinadas aproximadamente 55º con respecto al Ecuador.
• Cada una de estas órbitas tiene cuatro satélites que son monitoreados constantemente por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos.

Corrección de errores

• Los errores que afectan las mediciones con G.P.S. se pueden agrupar en tres tipos: errores propios del satélite, errores originados por el medio de propagación y errores en la recepción.
• Los errores orbitales o de efemérides afectan la determinación de la posición del satélite en un instante determinado con respecto a un sistema de referencia dado.

Componentes básicos del receptor G.P.S.

• Antena con preamplificador para recibir la señal
• Sección de radio frecuencia o canal
• Microprocesador para la reducción, almacenamiento y procesamiento de datos
• Oscilador de precisión para la generación de los códigos pseudoaleatorios utilizados en la medición del tiempo de viaje de la señal
• Fuente de energía eléctrica
• Interfases del usuario constituidas por el panel de visualización y control o pantalla, teclado de comandos y manejo de datos
• Dispositivo de almacenamiento de datos o memoria de almacenamiento