Todos los sistemas de navegación para automóviles, las aplicaciones de conducción y las aplicaciones de navegación móvil como Google Maps dependen del GPS para llevarnos del punto A al punto B. Pero, ¿qué es el GPS y cómo funciona?
¿Qué es el sistema de posicionamiento global?
El Sistema de Posicionamiento Global (GPS) es un sistema de navegación propiedad del gobierno de los Estados Unidos que se compone de tres segmentos principales:
- El Segmento espacial es un sistema de navegación de al menos 31 satélites, 24 (o más) de los cuales normalmente están en vuelo y operativos. Estos satélites vuelan dentro de la órbita de la Tierra a una altitud de 12 550 millas. Cada satélite individual suele dar la vuelta a la Tierra dos veces al día.
- El Segmento de control es una red internacional de estaciones de control que rastrean, monitorean y mantienen los satélites en órbita. Estas estaciones de control también pueden enviar datos o comandos a los satélites. El Segmento de Control está compuesto por 16 estaciones de monitoreo, dos Estaciones de Control Maestras (una principal y una alternativa) y 11 antenas de comando y control (cuatro antenas terrestres y siete estaciones remotas de seguimiento de la Red de Control de Satélites de la Fuerza Aérea).
- El Segmento de usuario es para civiles y nuestros dispositivos GPS, también conocidos como receptores GPS, ya que reciben señales de los satélites en órbita para señalar nuestras ubicaciones.
¿Quién inventó el GPS?
Las cuatro personas a las que generalmente se les atribuye la invención del GPS son Ivan Getting, Bradford Parkinson, Roger L. Easton y Gladys West. Según Lemelson-MIT, fue Getting quien imaginó por primera vez el GPS tal como lo conocemos hoy como un concepto que involucra el uso de "un sistema de satélites para producir datos de posicionamiento precisos para objetos que se mueven rápidamente, como misiles y aviones."
La contribución de Parkinson al GPS se produjo en 1972, cuando asumió el papel principal en la dirección del programa GPS del Departamento de Defensa de los Estados Unidos. En este papel, Parkinson pudo desarrollar las ideas originales de Getting. En 1978, el proyecto de desarrollo del GPS para la enfermedad de Parkinson, conocido como el sistema GPS NAVSTAR, se había completado y tenía una precisión de tres metros.
Roger L. Easton también contribuyó al desarrollo del GPS y ha sido llamado el "padre del GPS". La contribución de Easton fue el resultado de resolver un problema relacionado con el seguimiento de satélites. En un esfuerzo por sincronizar el tiempo de las estaciones de seguimiento, Easton desarrolló un sistema de navegación basado en el tiempo colocando relojes en los satélites, lo que les permite detectar con mayor precisión la ubicación exacta de los usuarios en tierra. Easton llamó a este sistema "Timation", y el Departamento de Defensa de los EE. UU. terminó incorporando sus características en el desarrollo del Sistema de Posicionamiento Global.
Por último, pero no menos importante, a la matemática Gladys West también se le atribuye su contribución al desarrollo del GPS. La contribución de West fue su trabajo en el desarrollo de un modelo de la Tierra que explicaba las variaciones en la forma de la Tierra causadas por la gravedad y otras fuerzas. El modelo de la Tierra de West es ampliamente considerado como un elemento fundamental del proyecto GPS.
¿Cómo funciona el GPS y cómo se gestiona?
El Sistema de Posicionamiento Global se basa en la relación entre los satélites GPS y los receptores en los dispositivos habilitados para GPS. Según la empresa de tecnología GPS Garmin, una empresa de tecnología GPS, el Sistema de posicionamiento global funciona cuando los satélites GPS transmiten "una señal única y parámetros orbitales que permiten que los dispositivos GPS decodifiquen y calculen la ubicación precisa del satélite".
A partir de esta transmisión, los dispositivos GPS pueden calcular la ubicación de los usuarios midiendo la cantidad de tiempo que tarda en recibir la señal. Ese cálculo se combina luego con las mediciones de distancia de varios otros satélites. Para calcular correctamente la latitud y la longitud de una persona, un dispositivo GPS necesita recibir una señal de al menos tres satélites. El cálculo de la altitud requiere la señal de al menos cuatro satélites. La mayoría de los dispositivos receptores de GPS recibirán y rastrearán las señales de al menos ocho satélites, pero este número puede variar según su ubicación y la hora.
Según GPS.gov, el Sistema de Posicionamiento Global es mantenido y operado por la Fuerza Aérea de los EE. UU. La Fuerza Aérea de EE. UU. "desarrolla, mantiene y opera" los 24 satélites y estaciones de control ubicados en todo el mundo que conforman el sistema.
Más allá de los sistemas GPS para automóviles: usos cotidianos del GPS
GPS no es solo para encontrar el camino a casa. Otros usos del GPS incluyen:
- Los dispositivos portátiles con GPS, como los relojes con GPS, se pueden usar para realizar un seguimiento de los niños, las mascotas y los ancianos.
- Los drones controlados por GPS se utilizan para filmar tomas a vista de pájaro en las películas. El GPS también se utiliza en la industria del cine para buscar ubicaciones.
- Geocaching se puede usar para organizar búsquedas del tesoro ocultando elementos en ciertos lugares y luego cargando mapas en línea para que otras personas los busquen con dispositivos GPS.
- Su compañía eléctrica local puede usar GPS para rastrear cortes de energía.
