Relatividad Aplicada. GPS, qué és y cómo funciona.

Yo no me encuentro a mí mismo cuando más me busco. Me encuentro por sorpresa cuando menos lo espero. – Michel Eyquem de Montaigne

Cada vez es más frecuente encontrar utensilios y gadgets con GPS incorporado. La verdad es que no se puede negar su utilidad, localizar cosas en una ubicación exacta en un momento exacto. Sin embargo es muy frecuente utilizar “GPS” para generalizar cuando queremos decir “navegador” y eso puede crear algunos malentendidos. Así pues intentaré aclarar en este artículo qué es GPS y como funciona.

Primero de todo una definición, GPS (Global Positioning System) o en castellano “Sistema de Localización por Satelite” es un método en el cual se utiliza información recibida por un entramado de satélites para determinar la posición en el globo terráqueo. Actualmente hay un total de 24 satélites dando vueltas alrededor de la tierra proporcionando información de su ubicación a millones de receptores GPS. En un principio el GPS fue desarrollado para uso del ejercito militar estadounidense, sin embargo al ver el potencial de consumo decidieron abrirlo al público.

Su funcionamiento se compone de dos partes, recepción de datos y cálculos de distancias e intersecciones. Estos satélites lo que hacen es enviar información acerca de la hora propia en el satélite y su velocidad, además de otros detalles respecto a su movimiento. Entonces un dispositivo con un módulo de recepción GPS (que generalmente decimos que “tiene GPS integrado”) recoge esta información de los distintos satélites, descarta aquellos que no estén en una localización apropiada, y a partir de una corrección de la información a base de prueba y error intenta detectar la distancia del receptor al satélite.
Hay que destacar que por cuestiones de física la hora calculada en el satélite no es la misma que en la tierra, así como la distancia del satélite al receptor no es la que mediríamos con métodos convencionales. Así pues es necesario aplicar conocimientos relativistas, como las transformaciones de Lorentz-Einstein, las cuales permiten sincronizar la información del satelite con la del receptor. Si no se hiciese, podria ser que el GPS nos diese la localización de unos minutos antes en lugar de la actual.
Tras recibir estos datos, se repite este proceso con tantos satélites como se tengan disponibles obteniendo así su distancia a ellos. Después lo que hace es calcular una esfera de radio dicha distancia (imagínense burbujas), de manera que estas tres sólo se pueden cortar en un punto, dándonos así la localización precisa del receptor. A partir de esos 3, se puede intersectar más “esferas” con más satélites y obteniendo así una precisión de apenas un par de metros (he conseguido en mi smartphone normal una precisión de 3 metros).

Así mismo, desde hace unos años y con la proliferación de muchos terminales con módulos GPS se han mejorado las técnicas para acelerar y mejorar la localización por satélite. Por un lado existe un método sencillo que consiste en descargar la información de las rutas por las que pasará cada uno de los satélites junto a que momento y demás información, acelerando los cálculos pues se tiene la información de antemano.
Otro método, más común se denomina A-GPS (GPS Asistido). Este método, el cual necesita un módulo especial (se especifica como A-GPS directamente, indicando que incluye tanto GPS como esta mejora), lo que hace es aplicar la misma técnica que con los satélites pero con los repetidores de telefonía móvil y con las antenas wifis. Estas no necesitan correcciones relativistas así que directamente se utiliza la distancia de alcance de estos elementos (±10 metros en los wifis, ±500 metros en antenas de móvil).

Así pues el GPS sólo te localiza, por lo que utilizar esta palabra para referirnos a un navegador por satélite puede crear confusión. Mientras que GPS significa capacidad de localizarte (el hardware), si no tiene una aplicación que lo use como un mapa donde situarte, o un navegador que te de instrucciones de ruta, tener un módulo GPS es totalmente inútil por lo que es importante tener un programa que exprima el potencial del terminal.

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6 respuestas a Relatividad Aplicada. GPS, qué és y cómo funciona.

  1. Diamant-x dijo:

    Añado como Off-Topic que la Unión Europea tiene previsto lanzar su propio entramado de satélites. En lugar de GPS se llamará Sistema Galileo.
    Ah, sí, por si no ha quedado claro, el GPS es gratis, no consume dinero por usarlo, ni necesita Internet, aunque puede que las aplicaciones asociadas si (véase Google Maps).

  2. GunBl4d3 dijo:

    Un article interessant, com sempre.

    Sembla ser que has tornat després de “molts mesos”. A veure si és per quedar-te i actualitzar (en la mesura del possible) més sovint.

    Ens llegim!

  3. Jorge dijo:

    Exactamente es una parte del tema de relatividad de la optativa aquella que te comenté. El GPS es, posiblemente, el aparato mas ‘cotidiano’ que sin la teoría de la relatividad de einstein ahora no tendriamos. muy interesante.

  4. Juan dijo:

    Me alegra saber de personas, que de manera altruista, favorecen con los medios técnicos actuales la propagación del conocimiento. Animo a los lectores su agradecimiento.

  5. tradeking dijo:

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  6. Manuel dijo:

    Evidentemente hay que dar las gracias a todos aquellos que enseñan a los demás, pero sería conveniente que, si no les importa a los que dan su opinión, que lo hicieran o tradujeran al idioma español para que esto no parezca la Torre de Babel.
    Gracias anticipadas y un saludo.

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