La red estadounidense GPS.

Introducción

El Sistema de Posicionamiento Global por sus siglas en ingles “GPS” es un sistema de navegación satelitacional que fue desarrollado por el departamento de defensa de los estados unidos “DoD” en los comienzos de los años 70. Inicialmente fue desarrollado para uso militar y posteriormente fue habilitado para los ciudadanos. GPS provee continuo posicionamiento e información del tiempo en cualquier parte del mundo y bajo cualquier condición del tiempo.

Este da servicio a un ilimitado número de usuarios, por razones de seguridad GPS solo funciona como receptor de señal.

Cómo funciona?

Está estructurado de una constelación de 24 satélites, esta constelación conocida como “IOC” que en ingles su significado es “initial operational capability ” fue completada en 1993. Para asegurar una cobertura mundial, Los satélites del GPS se encuentran acomodados de manera tal que para un total de 6 orbitas se manejan 4 en cada una de ellas. Con dicha geometría, en esta constelación se pueden mirar de 4 a 10 satélites en cualquier parte del mundo con un ángulo de elevación de grados.

Solo 4 satélites son necesarios para transmitir la información de localización o posicionamiento.

Cómo está estructurada?

GPS consiste de 3 segmentos: el segmento denominado espacio, el segmento de control y el segmento de usuario. El segmento “espacio” consiste de la constelación de los 24 satélites explicados en la sección anterior.

Cada satélite transmite una señal, que tiene los siguientes componentes: 2 transportadores de frecuencia, dos códigos digitales y un mensaje de navegación. Los códigos y el mensaje de navegación son agregados al transportador como una “modulación de doble fase binaria” . El transportador y los códigos son usados principalmente para determinar la distancia de los usuarios en relación al GPS. Los mensajes de navegación contienen entre otras cosas las coordenadas de navegación de los satélites en función del tiempo. Las señales transmitidas son controladas por un reloj atómico altamente preciso a bordo de los satélites.

El segmento de control del GPS consiste de una red de carácter mundial de estaciones de chequeo, con una estación de control maestro localizada en los Estados Unidos específicamente en el estado de Colorado.

Generación de los satélites “GPS”

Se empezó con la construcción de una serie de 11 satélites conocidos como Bloque I, el primer satélite construido en esta serie (y en el sistema GPS) fue lanzado un 22 de Febrero de 1978; el último fue lanzado un 9 de Octubre de 1985. El bloque I fue construido meramente para propósitos experimentales. El ángulo de inclinación de planeación de estos satélites con respecto al ecuador fue de 63 grados, el cual fue modificado en las siguientes generaciones de satélites.

Además el tiempo de vida útil de los satélites del Bloque I fue de 4.5 años, algunos se mantuvieron en servicio por más de 10 anos. El último satélite del Bloque I fue sacado de funcionamiento en noviembre de 1985.

La segunda generación de satélites es conocida como Bloque II/IIA en donde el IIA es una versión avanzada de la del Bloque II, con un incremento en la capacidad de almacenamiento de datos de mensaje de navegación de 14 días del Bloque II a 180 días del Bloque IIA. Esto significa que estos Bloques II y IIA pueden funcionar continuamente, sin soporte de tierra por periodos de 14 a 180 días, respectivamente.

Una nueva generación de satélites, conocidos como Bloque IIR actualmente ha sido lanzada, consisten de 21 satélites con un tiempo de vida útil de 10 anos.

Qué usos se le da?

GPS ha estado por más de dos décadas brindando un posicionamiento exacto en forma y costo efectivo.

GPS ha encontrado varias vías de utilización como por ejemplo en el área industrial en donde se han remplazo métodos convencionales de acción como lo es el manejo de maquinarias en donde son controladas de forma automática, especialmente donde la vida humana se expone a peligros. También los pájaros han sido beneficiados de este tipo de tecnologías en donde se puede conocer las estaciones de migración. De esta manera se les brinda la ayuda como sea requerida.

Área de servicios utilitarios:

El sistema GPS/GIS provee una herramienta eficiente para la creación de mapas. Con la ayuda de GPS, determinar la localización de tuberías de gas, sistemas eléctricos o acueductos son fácilmente identificados, así como sus contribuidores, se identifican fácilmente áreas de reparación, de crecimiento, etc.

Área forestal y de recursos naturales:

Aplicaciones típicas incluyen prevenciones de incendios y control de los mismos, operaciones de cosechas, control de plagas de insectos, determinación de fronteras, fumigación aérea.

Según el gobierno de los Estados Unidos en donde se presentan cientos de incendios por año apuntan a que un eficiente sistema GPS es esencial para evitar catástrofes.

GPS es también importante para el control de plagas y el manejo de áreas de animales de vida salvaje ya que se pueden determinar fácilmente los centros de actividad.

GPS para el manejo preciso de granjas y fincas:

GPS ha revolucionado la administración de granjas y fincas ya que se han innovado métodos para la aplicación de agroquímicos y monitoreo para la recolección de cosechas.

Al integrarse con un sistema de guía área se pueden realizar las aplicaciones de agroquímicos basados en mapas en los lugares exactos con el mínimo de error en el solapamiento de áreas. Esto ayuda que se ahorre la cantidad de agroquímicos y combustible en dichas aplicaciones.

GPS para la ingeniería civil:

Los ingenieros civiles se han visto grandemente beneficiados de este tipo de tecnologías ya que pueden determinar con exactitud la construcción de carreteras, movimiento de tierras, estabilidad de estructuras, deformación de represas, puentes y antenas de repetidoras de televisión.

Bibliografía.

Introduction to GPS, The global Positioning System, Ahmed EI-Rabbany.