El GPS es un sistema de navegación global por satélite desarrollado y operado por el Departamento de Defensa de EE.UU. que permite determinar la ubicación de un dispositivo en cualquier lugar del mundo. Está compuesto por 24 satélites en órbita que transmiten señales a receptores, los cuales calculan la posición mediante triangulación midiendo el tiempo que tardan las señales en llegar desde al menos tres satélites. El sistema ha tenido múltiples aplicaciones como la navegación, topografía y monitoreo de flotas

1. GPS Sistema de Posicionamiento Global AUTOR: Christian Rivera Gómez

2. GPS (Global PositioningSystem - Sistema de Posicionamiento Global). Se trata de un sistema global de navegación por satélite (GNSS) que permite localizar con precisión un dispositivo GPS en cualquier lugar del mundo. El sistema es desarrollado y actualmente operado por el Departamento de Defensa de EE.UU. Está compuesto por 24 satélites que están en órbita alrededor de toda la superficie terrestre. GPS (Sistema de posicionamiento global)

3. Historia y Cronología 1963 Sistema 621B 1964Timation 1968 NAVSEG 1971 Sistema 621B 1973 Unificación de los Sistemas de Navegación 1974 Proveedor de los satélites GPS 1974 NAVSTAR 1978 El primer block de satélites 1982 Reducción de satélites 1983 GPS al servicio de aeronaves civiles 1988 Expansión de los satélites 1991 GPS Gratuito 1993 Aprobación de satélites por el gobierno GPS (Sistema de posicionamiento global)

4. Composición El sistema GPS consta de tres partes principales: Sistema de satélites Estaciones terrestres Terminales receptores GPS (Sistema de posicionamiento global)

5. Sistema de satélites Espacial Está formado por 24 unidades con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie del globo terráqueo. Más concretamente, repartidos en 6 planos orbitales de 4 satélites cada uno. La energía eléctrica que requieren para su funcionamiento la adquieren a partir de dos paneles compuestos de celdas solares adosados a sus costados. GPS (Sistema de posicionamiento global)

6. Estaciones terrestres Control Consta de 5 estaciones desde donde se controlan los satélites, se procesa la información y se sincronizan los relojes de cada satélite. GPS (Sistema de posicionamiento global)

7. Terminales receptores Usuario Comprende a los equipos utilizados por los usuarios finales, para conocer y medir alguna ubicación sobre la tierra. GPS (Sistema de posicionamiento global)

8. Tipo de receptores Los receptores GPS detectan, decodifican y procesan las señales que reciben de los satélites para determinar el punto donde se encuentran situados y son de dos tipos: Portátiles Fijos. GPS (Sistema de posicionamiento global)

9. Tipo de receptores Los portátiles pueden ser tan pequeños como algunos teléfonos celulares o móviles. Los fijos son los que se instalan en automóviles o coches, embarcaciones, aviones, trenes, submarinos o cualquier otro tipo de vehículo. GPS (Sistema de posicionamiento global)

10. Funcionamiento El sistema GPS funciona en cinco pasos lógicos: Triangulación Medición de distancia Tiempo Posición Corrección. GPS (Sistema de posicionamiento global)

11. Triangulación Nuestra posición se calcula en base a la medición de las distancias de tres satélites. Es necesario conocer la distancia que nos separa de tres puntos de ubicación conocida y trazar tres círculos, cuyos radios (r) se corresponden con esas distancias. Supongamos que nos encontramos situados en un punto desconocido, cerca de otro al que llamaremos “A”, cuyo radio es (r); al doble de esa distancia (2r) está situado el punto “B” y al triple de la distancia (3r) el punto “C”. GPS (Sistema de posicionamiento global)

12. Triangulación Si trazamos sobre un mapa de la zona tres circunferencias, tomando como centro los puntos A, B y C y como valor de sus radios las distancias a escala reducida que nos separa del centro de cada círculo, el punto donde se cortan las circunferencias será el lugar donde nos encontramos situados. GPS (Sistema de posicionamiento global)

13. Medición de distancia La distancia al satélite se determina midiendo el tiempo que tarda una señal de radio, emitida por el mismo, en alcanzar nuestro receptor de GPS. Para efectuar dicha medición asumimos que ambos, nuestro receptor GPS y el satélite, están generando el mismo Código Pseudo Aleatorio en exactamente el mismo momento. Comparando cuanto retardo existe entre la llegada del Código Pseudo Aleatorio proveniente del satélite y la generación del código de nuestro receptor de GPS, podemos determinar cuánto tiempo le llevó a dicha señal llegar hasta nosotros. GPS (Sistema de posicionamiento global)

14. Tiempo Los satélites son exactos porque llevan un reloj atómico a bordo, emiten cada cierto tiempo una señal en la que marcan la hora que tiene el satélite. Todos los dispositivos GPS, incluidos los GPS para coches, están sincronizados con ese reloj. De esa manera, cuando reciben la señal, saben exactamente cuanto ha tardado esa señal en llegar desde el satélite hasta el coche. Los relojes de los receptores GPS no necesitan ser tan exactos porque la medición de un rango a un satélite adicional permite corregir los errores de medición. GPS (Sistema de posicionamiento global)

15. Posicionamiento de los Satélites Para utilizar los satélites como puntos de referencia debemos conocer exactamente donde están en cada momento. Los satélites de GPS se ubican a tal altura que sus órbitas son muy predecibles. El Departamento de Defensa controla y mide variaciones menores en sus órbitas. La información sobre errores es enviada a los satélites para que estos a su vez retransmitan su posición corregida junto con sus señales de timing. GPS (Sistema de posicionamiento global)

16. Corrección de Errores La ionosfera y la troposfera causan demoras en la señal de GPS que se traducen en errores de posicionamiento. Algunos errores se pueden corregir mediante modelación y correcciones matemáticas. La configuración de los satélites en el cielo puede magnificar otros errores. El GPS Diferencial puede eliminar casi todos los errores. GPS (Sistema de posicionamiento global)

17. Ejemplo Funcionamiento GALILEO GPS (Sistema de posicionamiento global)

18. Aplicaciones Las principales aplicaciones son: En geodinámica En topografía En obras civiles En hidrografía En navegación Para la defensa civil GPS (Sistema de posicionamiento global)

19. Aplicaciones En geodinámica la determinación de la formación de la corteza terrestre a nivel local. En topografía el apoyo fotogramétrico con excelente rendimiento en cualquier tipo de terreno. En obras civiles el establecimiento de bases de replanteo de alta precisión en obras lineales de largo y de grandes obras de ingeniería. En hidrografía la localización de obras hidráulicas en obras hidrográficas, el estudio de la evolución fluvial. GPS (Sistema de posicionamiento global)

20. Aplicaciones En navegación permite la situación instantánea y continua de cualquier vehículo sobre una cartografía digital. Para la defensa civil se puede obtener una inmediata localización y delimitación en zonas afectadas por grandes desastres. En carretera se puede disponer de un mapa digital permitiendo al conductor del vehículo conocer en tiempo real la situación del tráfico. GPS (Sistema de posicionamiento global)

21. Escenario de Uso La Empresa Metropolitana de Movilidad y Obras Públicas (EMMOP) El Sistema de Movilidad de Flotas, a través de los GPS, monitoreará en tiempo real el desempeño de cada una de las unidades de transporte público, en Quito hay 1926 buses en 44 rutas. El GPS es utilizado para transmitir los datos hacia el Centro de Comando, vía satelital, con el fin de obtener datos, como la ubicación de las unidades, velocidad, paradas correctas, números de pasajeros que llevan en cada vehículo y hasta el consumo de combustible. Y el resultado final fue un ahorro de USD 234000 al año. Con este nuevo sistema aumentaron el 1.4 veces por vuelta, ingresaron más pasajeros y bajaron el costo de consumo y de operación. GPS (Sistema de posicionamiento global)

22. Rastreo de personas PRECIOS GPS (Sistema de posicionamiento global)

23. Rastreadores Vehiculares PRECIOS GPS (Sistema de posicionamiento global)

25. www.aclantis.com

26. www.zator.com

27. www.infosintesis.net

28. www.monografias.comBibliografías ESPOL - EDCOM