¿Cómo funcionan los receptores GPS?
Los receptores del Sistema de posicionamiento global (GPS) utilizan una técnica interesante para evitar que las personas se pierdan. Sin embargo, no todos los receptores GPS son iguales. Algunos de los receptores GPS de bolsillo "más baratos" pueden tener más dificultades para decirle dónde se encuentra, por ejemplo, cuando se utiliza en áreas densamente boscosas. Sin embargo, la mayoría de los receptores GPS pueden evitar que uno se pierda con bastante precisión o ayudar a encontrar una salida si se pierde.
Los receptores GPS están conectados a un sistema de 27 satélites que orbitan la Tierra. Cada uno tiene un almanaque electrónico que les indica dónde debe estar cada satélite en un momento dado. Reciben datos de los satélites sobre dónde se encuentra el receptor. La forma en que esto funciona es a través de una técnica llamada trilateración tridimensional.
Cuando una persona intenta encontrar su ubicación, el receptor GPS capta señales de tres o más de los satélites más cercanos. Cada satélite mide los receptores GPS como una distancia del satélite. Con más mediciones viene una mayor precisión, ya que cada nueva medición ayuda a identificar con precisión la ubicación exacta de la persona en la tierra.
Ayuda a entender esto evaluando la trilateración bidimensional. Una persona perdida le pide instrucciones a tres personas. La primera persona le dice "Estás a 80 millas de Sacramento". La segunda persona le dice "Estás a 40 millas de San José". La tercera persona comenta: "Estás a 60 millas de Santa Rosa". Al comparar estos valores, la persona podría concluir que está en San Francisco. Más información facilitaría aún más estas comparaciones.
Los satélites y los receptores GPS utilizan trilateración tridimensional ya que no miden distancias planas, sino distancias desde los satélites hasta la tierra. La mayoría de las personas se encuentran dentro del rango de recepción de al menos tres receptores GPS en un momento dado, y esto ayuda a identificar específicamente dónde están. La mayor precisión se logra cuando los receptores GPS pueden alcanzar al menos cuatro satélites.
La distancia de medición de los receptores GPS es midiendo el tiempo que tarda una señal en llegar a un satélite determinado. Normalmente, para obtener la mejor precisión, tanto el receptor GPS como el satélite requerirían relojes atómicos para una precisión extrema. Sin embargo, los relojes atómicos son extremadamente caros. Entonces solo el satélite está equipado con un reloj atómico. Los receptores GPS tienen un reloj de cuarzo que se reinicia de acuerdo con las lecturas satelitales de un reloj atómico.
Algunas imprecisiones ocurren en los receptores GPS porque se basan en el supuesto de que todas las ondas de radio viajarán a la misma velocidad. Este no es el caso. En las ciudades, las ondas de radio pueden rebotar en los rascacielos y sesgar los resultados. Una de las soluciones para esto es tener estaciones de GPS estacionarias en la tierra que puedan ver los resultados del GPS y solucionar problemas conocidos.
Se realizan modificaciones continuas en los receptores GPS más nuevos para captar las señales de más satélites y tener en cuenta los pequeños cambios que podrían afectar las mediciones. Sin embargo, con los receptores GPS estamos en camino de ponernos en la posición de no perdernos nunca más.