La última vez que usó su teléfono para tener Google Maps señala su ubicación exacta en un mapa, ¿alguna vez se detuvo y se preguntó cómo funciona el GPS con tanta precisión?
El Sistema de Posicionamiento Global (GPS ) el sistema fue lanzado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos en 1973 (conocido como NAVSTAR). En 1993, había 24 satélites GPS en órbita alrededor de la Tierra y transmitían datos orbitales y de posición que los militares podían usar para fines de navegación y otros fines militares. Hoy, a partir de este escrito, hay 28.
En la década de 1980, los datos transmitidos desde los satélites GPS se abrieron al público, lo que abrió todo un mercado para la amplia variedad de dispositivos de navegación GPS que tenemos hoy.
A partir de la escritura de En este artículo, Rusia, China, Europa e India tienen sus propios sistemas GPS activos. Japón está desarrollando su propio sistema GPS programado para estar operativo en 2023.
¿Cómo funciona el GPS?
Si bien la tecnología satelital en la que se basa el GPS es muy avanzado, la forma en que funciona el sistema es impresionantemente simple.
Hay tres componentes para cualquier sistema de navegación GPS individual.
In_content_1 all: [300x250] / dfp: [ 640x360]->Los receptores GPS utilizan una matemática principio conocido como triangulación para calcular su propia ubicación.
¿Cómo funciona la triangulación GPS?
Desde cualquier punto del planeta, si tienes un receptor GPS (como el de tu teléfono), un receptor GPS recibe marcas de tiempo de los relojes sincronizados en cada uno de los satélites GPS en lo alto.
Usando las diferencias en las marcas de tiempo y la velocidad constante de la luz a la que viajan las ondas de radio, el receptor GPS puede determinar la distancia entre donde está parado para cada satélite.
Esto le proporciona al receptor GPS el radio de las esferas con los satélites en el centro y su ubicación en el borde de la esfera.
Dado que cada satélite viaja en un lugar predecible En órbita sobre la tierra, el receptor puede usar un almanaque almacenado de la posición actual conocida de todos los satélites GPS para determinar dónde, aproximadamente, esos satélites se encuentran actualmente sobre la tierra.
Con la posición conocida de cada satélite y la distancia medida entre esos satélites y su posición, su receptor GPS puede calcular su ubicación aproximada determinando dónde se une la intersección de esas tres esferas en la superficie de la Tierra.
El receptor le muestra esa ubicación en un mapa.
Tres satélites proporcionan una ubicación aproximada, y los receptores GPS requieren una cuarta señal de otro satélite GPS para determinar su altitud actual en la superficie de la Tierra utilizando otro principio matemático conocido como trilateración.
Cómo funciona el sensor GPS de su teléfono
La mayoría de los teléfonos inteligentes modernos de hoy en día vienen equipados con un chip receptor de GPS. Este chip puede recibir las señales de radio de los satélites GPS.
El reloj de su teléfono no es un reloj atómico, por lo que su hora no está sincronizada con los relojes atómicos de los satélites en órbita. Sin embargo, esto no importa cuando se trata de calcular la ubicación utilizando señales de esos satélites.
Esto se debe a que el receptor GPS de su teléfono se centra en los datos que recibe de los satélites y en una base de datos de ubicaciones conocidas de satélites sobre la Tierra. Como todos los satélites tienen un reloj atómico, la hora actual de cada satélite es exactamente la misma en cualquier momento dado.
Sin embargo, debido a la distancia del satélite y al hecho de que viajan las señales de radio a la velocidad de la luz, las diferencias entre cada marca de tiempo recibida revela la distancia entre su teléfono y cada uno de los satélites.
Así es como funciona este proceso GPS:
Esto le dice a su receptor GPS que la señal de radio tardó 1 segundo en llegar desde el satélite 1, 2 segundos desde el satélite 2 y 3 segundos desde el satélite 3.
La velocidad de la luz es una constante conocida de 299,792,458 metros por segundo.
Usando matemática simple, el receptor puede n calcule que su distancia es de aproximadamente 300 mil metros desde el satélite 1, 600 mil metros desde el satélite 2 y 900 mil metros desde el satélite 3.
Usando una tabla de búsqueda de una base de datos satelital GPS, el receptor GPS de su teléfono conoce la ubicación actual aproximada sobre la tierra de los tres satélites , que proporciona coordenadas de longitud y latitud de los tres.
Con esa información, su teléfono puede calcular sus propias coordenadas de longitud y latitud en la Tierra.
Usando sus coordenadas conocidas, su receptor GPS puede usar la distancia medida entre sí y un cuarto satélite para determinar a qué altitud sobre la Tierra se encuentra.
¿Qué es un sistema de posicionamiento global asistido?
Antes de que los teléfonos inteligentes comenzaran a integrar los circuitos GPS, las personas generalmente usaban receptores GPS portátiles que funcionaban con baterías AA. O instalarían unidades de GPS en automóviles, que funcionaban conectados a la batería del teléfono.
Esto se debía a que la comunicación por radio requiere más potencia. La limitación de esto es que a menudo tuvo que esperar varios minutos para que su receptor GPS se "bloquee" en suficientes satélites GPS para calcular su posición.
Los fabricantes de teléfonos inteligentes superaron esta limitación de la batería al combinar su tecnología existente de triangulación celular Mucho antes de que los teléfonos estuvieran habilitados para GPS, podían usar señales provenientes de torres de teléfonos celulares para triangular su posición, usando el mismo tipo de marca de tiempo de triangulación y tecnología de distancia que con los satélites GPS.
Desafortunadamente, porque el teléfono celular las torres están a nivel del suelo, este cálculo de navegación es mucho menos preciso. Por lo tanto, el software GPS de su teléfono inteligente usará primero la triangulación de la señal celular para determinar su posición aproximada, y luego actualizará esa posición una vez que los datos del GPS satelital estén listos.
Esto permite que los teléfonos inteligentes modernos reserven la energía de la batería solo usando datos GPS cuando esas actualizaciones de ubicación son obligatorias. Es por eso que a menudo puede ver tu ubicación en Google Maps saltar ocasionalmente a una nueva ubicación cuando hay datos más precisos disponibles.