Como funciona un GPS: aquí la explicación corta y la larga

¿Cómo funciona un GPS realmente?

Sin lugar a dudas, uno de los grandes inventos que se crearon durante la Guerra Fría fue el Sistema de Posicionamiento Global, popularmente conocido como GPS. En su origen, el GPS fue diseñado para aplicaciones militares, utilizado por los servicios de inteligencia. A partir de un incidente en la década de los 90, Estados Unidos estableció el GPS para aplicaciones civiles. De esta forma, aviones y medios de transporte podían usar el GPS para determinar su posición.

Gracias a los grandes avances tecnológicos, hoy en día tan solo necesitamos un simple receptor GPS de mano para saber, con un muy breve margen de error, dónde estamos en cualquier parte del mundo. Toda esta información la recibimos gracias a los más de 30 satélites de navegación que están en continuo funcionamiento. 

¿Es necesario tener un dispositivo GPS?

La respuesta rápida es no. Los receptores GPS se han vuelto tan baratos y precisos que hasta los teléfonos móviles de gama baja llevan uno incluido.

Los móviles de hoy en día pueden llegar a igualar equipos profesionales que emplean receptores GPS. Esto es gracias a que operan con doble frecuencia. De esta forma, pueden corregir en gran medida los errores producidos por condiciones atmosféricas y de posición orbital.

Aunque el GPS del móvil es una gran herramienta, hay que tener en cuenta que los móviles no están diseñados para dar la posición exacta, sino para que te den una posición aproximada lo más rápido posible. Esta rapidez hace que se tenga que sacrificar un poco la exactitud (apenas unos 10 metros de margen de error) para tener una respuesta en pocos segundos.

Si tienes un móvil antiguo o que te esté dando fallos de ubicación y te interesa comprar un GPS sin la necesidad de gastar bastante dinero, te dejamos por aquí una lista de GPS de segunda mano totalmente funcionales. Recuerda que los GPSs, por lo general, vienen con un software integrado que va actualizando continuamente sus funciones. Así que, dale un respiro a tu bolsillo y que no te dé apuro comprar un GPS de pocos años de antigüedad. 

Cómo funciona un GPS: explicación corta

De manera muy resumida, el GPS es un sistema que se compone de 3 partes: satélite, estaciones terrestres y receptores. Los satélites nos dicen dónde estamos en cada momento. Las estaciones terrestres utilizan un radar para asegurarse de que realmente estamos en esa posición. El receptor está continuamente recibiendo señales de los satélites. Después de que el receptor calcule tu posición desde 4 o más satélites, sabrás exactamente dónde te encuentras.

Funciones principales del GPS

El GPS es una herramienta muy útil que se integra cada vez en más sectores. Lo utilizan desde científicos, topógrafos, pilotos y personal de emergencia hasta el chico de Glovo que te trae la comida. El GPS funciona de manera ininterrumpida y bajo cualquier condición meteorológica. Las principales funciones dónde se utilizan son:

• Cartografía. Crear mapas con bastante precisión del mundo.
• Navegación. Desplazarse de una ubicación a otra sin miedo a perderse.
• Seguimiento. Controlar la posición en tiempo real.
• Ubicación. Saber dónde está algo o alguien.
• Temporización. Medir el tiempo de manera precisa.

Gracias a las distintas funcionalidades integradas, hay ciertos escenarios que suelen ser bastante comunes cuando utilizamos un GPS:

• Entretenimiento. Hay diversos juegos que incluyen un sistema GPS, como el Pokemon Go.
• Transporte. A fin de mejorar la productividad, las empresas de logística utilizan esta herramienta para realizar estudios para optimizar rutas, la eficiencia del combustible o la seguridad del conductor.
• Aplicaciones de salud. Llevan a cabo un seguimiento de tu actividad física y poder obtener información relevante.
• Emergencia. Poder indicar con exactitud facilita mucho las labores de rescate, sobre todo si la persona no sabe orientarse.

Cómo funciona un GPS: explicación detallada

La navegación por satélite se basa en una red mundial de satélites que transmiten, continuamente, señales desde la órbita terrestre media. Los usuarios que usan la navegación por satélite, por lo general, usan los 31 satélites del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) operados y desarrollados por Estados Unidos. Hay diferentes conjuntos de satélites que también ofrecen un servicio similar. 

El conjunto de todos los satélites que tienen como principal funcionamiento determinar tu posición, se denominan Sistemas Globales de Navegación por Satélite, por sus siglas, GNSS. Los conjuntos de satélites que no forman parte del GPS son, principalmente, GLONASS, desarrollada y operada por la Federación Rusa, BeiDou, desarrollada y operada por China, y Galileo, desarrollada y operada por la Unión Europea.

Para que el servicio básico del GPS funcione, es necesario utilizar al menos 4 satélites de los 31 para que los receptores puedan captar la señal e interpretarla correctamente, con una precisión de aproximadamente 7 metros y 95% de acierto en casi cualquier parte de la superficie terrestre, o al menos cerca de ella.

Para aumentar más la precisión, los satélites llevan relojes atómicos que proporcionan una hora extremadamente precisa. De esta forma, cada vez que un satélite emite una señal, los receptores pueden determinar con exactitud a qué hora se emitió la señal.

Las señales que emiten los satélites contienen datos que un receptor utiliza para calcular la ubicación de los satélites y realizar ajustes necesarios para determinar la posición lo más precisa posible.

Una de las funciones del receptor es encargarse de comparar la diferencia de tiempo entre la hora de recepción de la señal y la hora de emisión, para así, calcular la distancia desde el receptor hasta el satélite, todo esto teniendo en cuenta el delay, o retraso de propagación, de la señal debido a la ionosfera y troposfera.

Una vez teniendo todos los datos sobre el alcance de los satélites y la ubicación del satélite cuando se envió la señal, el receptor puede calcular su propia posición tridimensional. Cabe destacar que sin el reloj atómico, los satélites no podrían sincronizarse y podrían hacer una lectura errónea.

Después de haber leído todo esto, podrías seguir preguntándote, ¿por qué es necesario usar al menos 4 satélites para calcular la ubicación? ¿No se puede solo con 3? Pues bien, es necesario al menos 3 señales de 3 satélites distintos para calcular la posición tridimensional. El cuarto satélite está para sincronizar los otros 3 gracias a su reloj atómico. De esta forma, nuestro receptor, ya sea un móvil o un dispositivo GPS, no tiene la necesidad de tener un reloj atómico para calcular la latitud, la longitud, la altitud y la hora.

Y hasta aquí nuestro análisis sobre el Sistema de Posicionamiento Global y es que ahora que sabes a la perfección cómo funciona un GPS, sabrás valorar el avance tecnológico que ha supuesto en nuestra vida cotidiana. Esperamos que cada vez que utilices Google Maps para llegar a tu próxima parada te acuerdes de esto y se lo expliques como anécdota a cualquiera de tus amigos. ¡Hasta la próxima!