GPS, GLONASS y GALILEO: Sistemas de Posicionamiento Satelital Explicados

El GPS (Global Positioning System: sistema de posicionamiento mundial) o NAVSTAR-GPS es un sistema global de navegación por satélite (GNSS - global navigation satellite system) que permite determinar en todo el mundo la posición de un objeto, una persona, un vehículo o una nave, con una precisión hasta de centímetros, aunque lo habitual son unos pocos metros de precisión. Actualmente operado por el Departamento de Defensa de Estados Unidos.

El GPS funciona mediante una red de 27 satélites (24 operativos y 3 de respaldo) en órbita sobre el globo, a 20 200 km (MEO) con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie de la Tierra. Cuando se desea determinar la posición, el receptor que se utiliza para ello localiza automáticamente como mínimo tres satélites de la red, de los que recibe unas señales indicando la posición y el reloj de cada uno de ellos. Con base en estas señales, el aparato sincroniza el reloj del GPS y calcula el retraso de las señales (es decir, la distancia al satélite). Conocidas las distancias, se determina fácilmente la propia posición relativa respecto a los tres satélites. Conociendo además las coordenadas o posición de cada uno de ellos por la señal que emiten, se obtiene la posición absoluta o coordenadas reales del punto de medición. También se consigue una exactitud extrema en el reloj del GPS, similar a la de los relojes atómicos que llevan a bordo cada uno de los satélites.

La antigua Unión Soviética tenía un sistema similar llamado GLONASS, ahora gestionado por la Federación Rusa.

Actualmente la UE está desarrollando su propio sistema de posicionamiento por satélite, denominado GALILEO.

Galileo es un SISTEMA DE NAVEGACIÓN POR SATÉLITE (GNSS) desarrollado por la UE, con el objeto de evitar la dependencia de los sistemas GPS y GLONASS. Al contrario de estos dos, será de uso civil. El sistema se espera poner en marcha en 2014 después de sufrir una serie de reveses técnicos y políticos para su puesta en marcha.

El sistema Galileo estará formado por una constelación mundial de 30 satélites en órbita terrestre media distribuidos en tres planos inclinados con un ángulo de 56° hacia el ECUADOR, a 23 616 km de altitud. Se van a distribuir diez satélites alrededor de cada plano y cada uno tardará 14 horas para completar la órbita de la Tierra. Cada plano tiene un satélite de reserva activo, capaz de reemplazar a cualquier satélite que falle en ese plano.

Un dispositivo receptor GPS comprende una antena de recepción, un receptor y una calculadora.

El receptor capta las ondas electromagnéticas emitidas por los satélites GPS, que sabemos que se desplazan a la velocidad de la luz (300 000 km/s). Con este dato podemos saber la distancia (d = v*t) entre el satélite y el receptor.

El tiempo en recibir una señal, desde que ha sido emitida por el satélite, varía entre 67 y 86 milisegundos, según sea la posición del satélite respecto a la Tierra y al receptor.

Conociendo la distancia y la posición del satélite, es posible trazar un círculo dentro del cual se encuentra obligatoriamente el receptor.

Con la recepción de 4 o más señales de otros tantos satélites de la red GPS, el ordenador integrado en el receptor, calcula la intersección de tres círculos (cada uno establecido por la señal de un satélite distinto) y establece las coordenadas de latitud y longitud. La señal del cuarto satélite permite obtener la altitud.

La precisión en la determinación de las coordenadas terrestres depende de varios factores, pero un factor clave es la fiabilidad del reloj del receptor: un error de un nanosegundo puede provocar un error de 30 m en el cálculo de la posición.