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Explicado: ¿Cómo funciona realmente el GPS?

abril 29, 2022

El GPS es una de esas tecnologías que realmente damos por hecho. Google Maps, navegación por satélite, relojes en funcionamiento: nos enfadamos rápidamente cuando son lentos o ligeramente inexactos, pero nunca nos tomamos el tiempo para apreciar nuestro Sistema de posicionamiento global por lo que es: majestuoso y amable. de magia.

Entonces, ¿cómo funciona realmente el GPS en nuestros dispositivos portátiles y qué puede afectar su rendimiento cuando estamos fuera de casa? Desglosamos por qué es tan importante entenderlo.

Satélites desaparecidos, hasta los cielos

Explicado: ¿Cómo funciona realmente el GPS?

Empezaremos en el espacio porque, ¿por qué no? Los satélites que funcionan con energía solar han estado orbitando la tierra desde los años 70 cuando fueron colocados allí por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos.

Los satélites están actualmente en órbita a una velocidad de 7,000 mph, aproximadamente a 12,000 millas sobre la superficie de la tierra, y en la década de 1980 estuvieron disponibles para uso civil: tú y yo.

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Entonces, ¿cómo funcionan los satélites en el espacio si estás en Brewer Street o Frith Street? Bueno, cada satélite orbita la tierra en un camino muy preciso dos veces al día y envía señales de microondas a los receptores GPS, que toman estos datos y utilizan la triangulación para determinar su ubicación exacta. En cualquier momento, un receptor necesita detectar al menos tres satélites para latitud y longitud y cuatro satélites para agregar su altitud.

¿Qué es la trilateración? Esencialmente, el receptor en su teléfono inteligente o reloj en marcha toma la hora en que se envió la señal desde el satélite y la hora en que el receptor la recibe y usa esa diferencia para calcular qué tan lejos está el satélite. Repite esta medición de distancia y tiempo de retraso para otros satélites en relación con el receptor (usted) y luego puede calcular su posición exacta y rastrearla a medida que se mueve. Inteligente.

Los satélites GPS en realidad no están solos allí arriba. Un sistema rival llamado GLONASS utiliza 24 satélites de las Fuerzas de Defensa Aeroespacial Rusas: algunos teléfonos inteligentes y dispositivos portátiles incluyen ambos receptores para aumentar las posibilidades de que se detecte su ubicación precisa y acelerar todo el envío de señales y el proceso de medición de distancias hasta en un 20%. Michibiki es el propio sistema GPS de Japón, que será compatible con el próximo reloj inteligente Android Wear de Casio.

Te tenemos – dentro de 15 metros más o menos

Explicado: ¿Cómo funciona realmente el GPS?

El GPS funciona las 24 horas del día, los 7 días de la semana en todas las condiciones climáticas, aunque la señal de radio real de baja potencia de 1575,42 MHz viaja por línea de visión. Eso significa que no atravesará edificios sólidos, pero atravesará nubes y cristales.

Entonces, si bien el GPS es realmente muy preciso, incluso en ciudades densas, no funciona en interiores: un problema tecnológico del primer mundo como iBeacons está tratando de rectificar. Al aire libre, los receptores GPS estándar, por ejemplo, tienen una precisión de 15 metros.

Además de aprovechar los satélites GLONASS y usar receptores paralelos para una mayor precisión, los dispositivos portátiles y los relojes también pueden usar WAAS (Sistema de aumento de área amplia), que puede reducir su ubicación dentro de 3 m o DGPS: GPS diferencial, que corrige las señales de GPS a un rango de 3 – 5m usando una serie de balizas.

Vale la pena señalar que el GPS tiene sus propias estaciones de control y monitoreo: cuatro en todo el mundo.

La información real transmitida incluye un código de identificación para el satélite, la fecha y hora actual del reloj atómico del satélite, el estado del satélite y la información orbital que muestra dónde estará el satélite (y el resto de ellos) en un momento dado.

Y como probablemente se dará cuenta, una vez que tenga una señal de GPS precisa, se puede usar para rastrear con precisión la velocidad de carrera, la distancia a un destino, el amanecer y el atardecer.

Entonces, ¿por qué no siempre funciona perfectamente?

Explicado: ¿Cómo funciona realmente el GPS?

Todos hemos estado allí al comienzo de una carrera, esperando que el GPS se encienda, buscando satélites. O darse cuenta de que Google Maps no tiene el punto azul en el lugar correcto.

Hay bastantes razones por las que el GPS puede ser inexacto o lento. Aquí hay algunas excusas de elección, queremos decir, explicaciones: retrasos cuando la señal pasa a través de la atmósfera; reflejos y obstrucciones de edificios altos o rocas grandes; una hora inexacta en el reloj del receptor; los edificios o la naturaleza se interponen en el camino y la agrupación estrecha de satélites.

Entonces, ¿puedes solucionar alguno de esos problemas? Algo así, pero es un proceso largo que requiere que la Fuerza Aérea de EE. UU. modernice su red de GPS. La última modernización ocurrió entre 2010 y 2016, y la próxima está programada para comenzar en 2018. Los nuevos satélites, fabricados por Boeing, incluirán nuevas señales para uso civil, ¡somos nosotros! – que mejoran la confiabilidad y precisión en ciudades y «entornos desafiantes».

Así que ahí lo tiene, esperamos que tenga un nuevo respeto por el GPS y lo duro que trabaja la tecnología para llevar sus señales a donde necesitan para rastrear con precisión sus 5K alrededor del parque. GPS, te saludamos.

¿Tienes más preguntas sobre cómo funciona el GPS en tus wearables? Háganos saber en los comentarios a continuación.