Los sistemas de posicionamiento global se basan en receptores que ahora son del tamaño de un pin y satélites, 24 para ser exactos, que actúan como estrellas hechas por el hombre que crean una red de constelaciones para determinar matemáticamente las mediciones con la precisión del centímetro.
Hay cinco claves sobre cómo funciona un GPS (Sistema de posicionamiento global): Distancia de medición triangular:
- Obtención de tiempo perfecto
- Posiciones de satélite
- Corrección de errores
El prefijo tri- significa tres. Por lo tanto, triangular significa medir las distancias desde tres satélites. Aunque un cuarto satélite o medición es teóricamente necesario para determinar una ubicación exacta, tres satélites pueden determinar dos ubicaciones posibles y una de las dos ubicaciones, o mediciones, es teóricamente imposible.
Por lo tanto, una cuarta medición no es necesaria debido a la oscuridad de una de las dos posibilidades a las que llegaron los tres satélites.
¿Cómo funciona el GPS?
Sin embargo, los satélites se mueven, ¿verdad? Entonces, ¿cómo se puede medir una distancia cuando hay tres objetos en movimiento?
La respuesta es fácil: ¡matemáticas y ciencias! La distancia se determina midiendo cuánto tiempo tarda una señal enviada desde un satélite en llegar al receptor. Básicamente, la velocidad de la luz. Eso explica la parte de medición, ¿qué tal la parte de tiempo?
Nuevamente, se basa en ecuaciones matemáticas utilizadas en ciencias y matemáticas. Una señal, llamada Pseudo Código aleatorio, se reproduce desde el receptor y el satélite. La señal del satélite se retrasa porque tiene que viajar al receptor (que ya está reproduciendo el mismo código).
Si pudiera escuchar ambos códigos, todos estarían confusos porque no estarían en el mismo punto al mismo tiempo, el receptor estaría adelante o más rápido que el código proveniente del satélite.
La cantidad que el receptor necesita para ajustar la señal es cómo se calcula la distancia o el tiempo. Debe multiplicar el tiempo que tarda el código en llegar al receptor por la velocidad de la luz y eso equivale a la distancia. ¡Fascinante!
La parte difícil (ya no era difícil) es el tiempo. Los receptores y los satélites deben estar perfectamente sincronizados para calcular con precisión. Dado que estamos lidiando con satélites y grandes diferencias y asombrosas velocidades de la luz, cualquier retraso en el tiempo crea grandes errores.
Los satélites tienen relojes atómicos que producen una sincronización súper precisa. Como esto no es posible con el receptor, se toma una cuarta medición satelital que permite corregir cualquier discrepancia. Esto a su vez no produce errores de tiempo.
Debido a que los satélites están tan elevados en el espacio (fuera de nuestra atmósfera) se ejecutan en órbitas muy predecibles. El Departamento de Defensa monitorea estas órbitas y si algo está fuera de control, envían una señal al satélite que corrige cualquier información errónea. Por lo tanto, localizar los satélites es la parte fácil.
Como todo lo mencionado hasta ahora sobre GPS tiene variables o errores incorporados, estos errores deben eliminarse o repararse. A través de las variables matemáticas en la atmósfera, se pueden ajustar las condiciones de los satélites y los errores en las señales.
En resumen, la forma en que funciona el GPS es disparar señales a tres satélites que orbitan en el espacio. Debido a las ecuaciones científicas y matemáticas, el sistema GPS puede calcular cualquier cosa que tenga que ver con la distancia, el tiempo o la ubicación.
El desarrollo del GPS nos ha permitido determinar una posición básica, ir de un lugar a otro, monitorear el movimiento de personas y cosas, crear mapas del mundo y brindar un tiempo preciso al mundo.