Historia y desarrollo

GPS, era antes conocido como NAVSTAR Global Positioning system, fue iniciado en 1973 para reducir la proliferación de ayudas de navegación. Como este nuevo sistema sobrepasaba las limitaciones de muchos de los sistemas de navegación existentes el GPS se ha hecho atractivo a una amplia gama de usuarios. GPS ha sido exitoso en aplicaciones clásicas de navegación, y debido a que sus capacidades pueden ser acezadas con aparatos cada vez mas pequeños y baratos el GPS es también usado en muchas nuevas aplicaciones el día de hoy.

Los Estados unidos (quienes desarrollaron GPS) y Rusia (quien desarrolló la versión Europea GLONASS) han ofrecido el uso gratuito de sus satélites a la comunidad internacional. La organización internacional de aviación civil, así como otros grupos internacionales de usuarios han adoptado GPS y GLONASS como la base para un sistema civil de navegación satelital  el cual se conoce como "Global Navigation Satellite System (GNSS)".

Esto esta muy bien... pero ¿como funciona?

El servicio Básico de GPS provee una exactitud de aproximadamente 100 metros un 95% de el tiempo (lo cual esta muy bien para aplicaciones mayores, pero si alguien quiere usar GPS para localizar un carro se necesita mas precisión, mas adelante explicaremos como se obtiene esta precisión extra.)

Para lograr esto, cada uno de los 24 satélites emite una señal a los receptores en tierra. GPS determina la localización al computar la diferencia entre el tiempo en que una señal es enviada y el tiempo en que es recibida. Los satélites GPS llevan consigo relojes atómicos que proveen información precisa en cuanto al tiempo. Una "estampilla de tiempo" (Esto es, el tiempo en que se envió el mensaje desde orbita) es incluida en los mensajes de GPS para que los receptores sepan cuando se envió la señal. La señal también contiene datos que permiten a los receptores saber la localización de los satélites y para hacer otros ajustes necesarios para una mejor localización. El receptor usa la diferencia en tiempo entre la recepción de la señal y su envío para computar la distancia (o rango) entre el receptor y el satélite. El receptor debe de tomar en cuenta los retrasos por propagación o el retardo de la señal causada por la ionosfera y la troposfera. Con la información de los rangos de tres satélites y la información de la posición de un satélite cuando la señal fue enviada el receptor puede computar su propia posición tridimensional. Un reloj atómico sincronizado al GPS es necesario para poder computar los rangos de las tres señales. Sin embargo, al tomar esta medida de tiempo de un cuarto satélite, el receptor se evita la necesidad de un reloj atómico. Así que el receptor utiliza cuatro satélites para computar latitud, longitud, altura y tiempo.

¿Como hacer que el GPS sea mas preciso?

Ya vimos como el GPS nos ayuda a saber mas o menos donde estamos, pero si quiero localizar mi automóvil, o a una persona que tenga un GPS necesito una precisión mayor para poder localizar al dispositivo. La limitante en la precisión me lo da el poder de computo de los receptores. No podemos hacer cálculos muy poderosos y en tiempo real en receptores pequeños del tamaño de un teléfono celular. sin embargo:

¿Que pasaría si pusiéramos un centro de computo lo bastante poderoso como para calcular las distancias de todos los satélites visibles y las correcciones de propagación y ionosfera necesarias y luego de algún modo se lo comunicáramos a  los dispositivos?

Este método se llama Wide Area Augmentation system (WAAS). Este método mejora la localización de un dispositivo de 100 metros  (que es lo que da el GPS clásico) a !7 metros! (así si podemos localizar cualquier cosa).

WAAS se basa en 25 estaciones de referencia en Estados Unidos. Las cuales calculan constantemente:

• Una lista de todos los satélites que están visibles en ese momento
• Una corrección exacta del computo del rango o distancia de cada satélite.
• Una referencia de tiempo de cada corrección

Estos cómputos son entonces transmitidos a la central de WAAS, quien los analiza y los compara unos con otros para determinar su validez e integridad. La central WAAS entonces manda a un satélite geoestacionario esta información que entonces es propagada a todos los receptores del área de servicio del satélite geoestacionario. Con esta corrección ya predeterminada, los receptores de GPS la pueden usar para mejorar su localización.

Ya se donde estoy... y ¿ahora?

Con todo esto el dispositivo GPS sabe donde esta, pero esto no es lo mismo que decir que hemos "localizado" al dispositivo. El localizar a algo o alguien significa que alguien mas DIFERENTE al dispositivo sabe nuestra posición.

¿Como hacer que alguien mas sepa la posición de los dispositivos?... muy fácil... pues comunicándosela!

Para comunicar la posición los dispositivos un poco grandes con la potencia necesaria le mandan a un satélite de comunicaciones esta posición. La posición luego se recupera en una central que la pone en un mapita y luego la puede desplegar en una página Web. Sin embargo, no todos los dispositivos tienen la potencia necesaria para esto (ni habrá quien este dispuesto a cargar una batería de automóvil en la espalda para ser localizado). Para estos dispositivos existe una opción.. !El Teléfono Celular!.

Se puede integrar un dispositivo de GPS a un teléfono celular para que este transmita su localización a una central que lo despliegue en un mapa (los Nuevos teléfonos de GSM ya tienen esta capacidad incluida). Por lo que muy pronto será posible localizar en un radio de 7 metros a cualquier persona que tenga encendido un teléfono celular... (esto es Fascinante y de miedo, según el grado de creencia en las conspiraciones y control gubernamental que cada quien tenga).