GPS:
Global Positioning System
Introducción
Cristóbal Colón cruzó el océano Atlántico y descubrió un nuevo
continente sirviéndose de la navegación celestial, sistema ya empleado
por los marinos desde la mas remota antiguedad. Los instrumentos básicos con
que contaba cormprendían el astrolabio y el compás magnético o brújula.
El astrolabio le servía para observar los astros y su posición relativa sobre
el horizonte en el progresivo avance de las carabelas hacia el oeste. El
entonces precario compás le marcaba el norte magnético terrestre y el polo
opuesto sur, puntos de referencia para mantener su rumbo compás, pero este
instrumento tiene defectos propios y derivados de las variaciones magnéticas y
ubicación geográfica del observador. Durante siglos se empleó ese sistema. La
aviación moderna también lo utilizó. Con el transcurso del tiempo aparecieron
variadas innovaciones tecnológicas, especialmente en las últimas décadas. Así
llegamos al GPS que revolucionó no solo la navegación aérea sino además la
marina y la terrestre.
Con la tecnología GPS podemos determinar virtualmente nuestra ubicación
sobre la grilla terrestre en cualquier punto del planeta donde eventualmente
podamos encontrarnos. Y ese es otro aspecto importantísimo. Colón
no tenía mapas. La cartografía de su época era imprecisa, incompleta,
prácticamente inexistente. La tierra es una esfera, pero los mapas que la
representan casi siempre son planos por razones de practicidad. La proyección
de un mapa es una transformación matemática que permite relacionar las
coordenadas de un punto de una esfera -como nuestro planeta tierra- con otras
coordenadas dibujadas sobre un plano. La consecuencia es que el transporte de
las dimensiones de esfera a plano provoca inevitables distorsiones y todas las
proyecciones cartográficas son, en definitiva, compromisos. El GPS vino a
obviar estos problemas, como veremos luego. Conviene dejar aclarado que este
tema tan amplio, motivo de numerosos libros técnicos, solo es comentado
brevemente en esta nota en algunos aspectos generales relacionados con la
aeronavegación.
GPS
El sistema GPS también se fué perfeccionando con el tiempo. Actualmente
(desde 1994) está basado en una constelación de 24 satélites que circundan la
tierra con órbitas precisas cada doce horas a 11.000 millas sobre la superficie
terrestre Los satélites emiten señales de radio que pueden ser captadas y
analizadas por receptores especiales GPS computarizados para determinar
posicion, velocidad y tiempo de una aeronave en navegación con referencia a las
coordenadas fijas terrestres adoptadas como Sistema Geodésico Mundial de 1984.
El sistema no es afectado por las condiciones meteorológicas reinantes. El GPS
es operado por el Departamento de Defensa (USA) y presta dos niveles de
servicios: el SPS (Standard) de libre acceso para todo usuario internacional, y
el PPS (de Precisión) de uso restringido para algunas aeronaves gubernamentales
americanas y de países autorizados.
Cada uno de los 24 satélites
transmite un código especial llamado CA (Course/Acquisition) que contiene
información de la posición actual del satélite emisor, del tiempo
real del sistema GPS y de la precisión de la información transmitida.
Conociendo la velocidad de la señal (aproximadamente 186.000 millas/segundo) y
el tiempo GPS, la distancia cubierta por la señal es computada por el
tiempo de arribo al receptor GPS de a bordo. El receptor GPS de la aeronave en
vuelo compara el Código CA
de cada satélite que va recibiendo con la memoria de los mismos que lleva
almacenada en su database. La distancia determinada por este método no es
entonces una medida directa sino que es derivada del tiempo.
Ademas de conocer la
distancia al satélite, el receptor GPS de la aeronave necesita conocer el dato
de la posición satelital en el espacio que se denomina
ephemeris. Cada satélite transmite información de su exacta
posición orbital. El receptor GPS de a bordo usa esta información para
establecer con precisión la posición satelital. Computando toda la información
satelital acumulada el receptor GPS determina matemáticamente la posición de
la aeronve en el espacio. El GPS necesita recibir la información de por lo
menos 4 satélites para determinar la posición tridimensional de la
aeronave (longitud, latitud y altitud). La constelación de 24 satélites
GSP fué diseñada en forma tal de que al menos 5 satélites cubren al mismo
tiempo con sus señales cualquier punto terrestre. La posición de los 24 satélites
es adicionalmente controlada por radares muy precisos desde cinco estaciones
terrenas diseminadas en el mundo. El sistema GPS, en sus aplicaciones a
distintos procedimientos de la aeronavegación (vuelo oceánico, vuelo IFR en
rutas domésticas, operaciones en Areas Terminales, aproximación por
instrumentos) requiere contar con equipos GPS certificados en la aviónica
(instrumentos) de la aeronve, según lo establece el AIM (Manual de Información
Aeronáutica). Los aviones modernos ya salen de fábrica con GPS instalado. Una
consecuencia de esta tecnología es que las anteriores ayudas a la aeronavegación
vigentes ven llegar su ocaso. La FAA
(Federal Aviation Administration) anunció que a partir del próximo 7 de Julio
eliminará 216 radiofaros no direccionales (NDB- Non Directional Radio Beacon)
que hasta el momento prestan servicios dentro del territorio americano
continental.
Consideraciones de cierre.
El GPS tiene muchas
otras aplicaciones que no son objeto primordial de esta breve nota pero que
entiendo son de utilidad conocer adicionalmente, como ser la posibilidad de
proveer información y coordinar mapas de colores a laptops, PDA's (Personal
Digital Assistant) y teléfonos celulares, segun el software empleado por cada
fabricante. Numerosos modelos de GPS portátiles están en el mercado a precios
accesibles y que responden a características como la cantidad de Canales y
memoria disponible. El GPS con capacidad para mostrar mapas es de mayor precio
que el que no lo tiene. Un GPS de 12 Canales es preferible, aunque el de 1 Canal
presta el servicio tambien, algo mas lento porque sigue una secuencia para
sintonizar independientemente los cuatro satelites necesarios para dar una
posición mientras el de 12 los sintoniza al mismo tiempo. En todos los modelos
integrados a sensores especiales (compás magnético, altímetro barómetrico,
etc) y marcas -Garmin, Magellan, etc.- de GPS hay
que estudiar bien las instrucciones dadas por el fabricante y seguir los
procedimientos que se indican. La tendencia actual es dotar a los populares
telefonos celulares de capacidad GPS por razones de seguridad en emergencias. El
GPS ya salvó muchas vidas de personas extraviadas en lugares inhóspitos.
La capacidad GPS invade
rápidamente nuestra vida personal y el comercio en general debido al
utilitarismo del sistema ideado inicialmente para solucionar requerimientos de
la aviación, pero aplicado también con éxito a cubrir otras urgencias.
Roberto Eustaquio
Abogado -San Diego, California
universitas@earthlink.net