¿Cómo funciona un GPS?

Question

¿será por gravedad?, ¿magnetismo?, ¿comunicación con satélites? tengo esa duda ya que existen Handled PC's (que se conectan a internet) con GPS, Relojes GPS (con sensores de gravedad, altura y esas cosas) Carros GPS (que se comunican con satélites) pero no veo nada en común.

Es de este razonamiento que tengo dudas, medir un GPS será algo eléctrico, mecánico, magnético, o un patrón de referencia con el sol, los vientos... o una cuadrícula generada de un satélite.

¿Alguíen podría explicarme? Muchas Gracias de antemano.

Answer 1

GPS es un sistema de navegación satelital. O sea, usa una constelación de satélites en órbita alrededor de la Tierra para proveer información sobre posición y velocidad a un usuario.
¿Cómo funciona? La idea básica es que, si conozco la distancia del usuario a tres de los satélites, además de conocer la posición de los satélites con respecto a algun sistema de coordenadas, puedo determinar las coordenadas del usuario resolviendo un sistema de ecuaciones.
¿Por qué tres satélites en teoría? Tres porque las coordenadas del usuario son tres (se podrían pensar como (x,y,z) o latitud, longitud y altura vertical). En realidad, son necesarios al menos 4 satélites para determinar la posición, porque en la "cuenta" que permite calcular las distancias está involucrado el tiempo medido en los satélites. Como este tiempo lo conocemos con una cierta incertidumbre, esto agrega una variable más al problema y de ahí que se necesiten al menos 4 satélites.

Answer 2

nose jaja XD

Answer 3

Cada vez que he necesitado un GPS para una actividad en especial me lo he comprado de sitios web y siempre he acertado. Cuando decidimos hacer una excursión a la montaña he comprado un GPS especial para esto, la entrega ha sido en el plazo cosa muy buena y el GPS lo he utilizado desde el segundo día, una compra muy buena porque el GPS es de gran ayuda, te enseña exactamente los opciones de camino y puedes visualizar antes el camino que has elegido, una buena compra de un buen producto.

Answer 4

Cómo funciona el GPS

Por Miguel Ghezzi (Margón)
Ilustraciones: Max Ghezzi (Kayak)

No es esta una detallada explicación del funcionamiento de un sistema que contiene en su faz técnica muchas complejidades electrónicas, geodésicas, astronómicas e informáticas. Pero un navegante debe comprender las herramientas que emplea, al menos lo suficiente como para que no se conviertan en "mágicas" a tal punto que desvirtúen nuestra tradición de hombres y mujeres que aprenden a armonizar con la naturaleza convirtiéndose en sus inteligentes aliados y beneficiarios.

El GPS emplea para sus cálculos nociones fáciles de comprender para un navegante que sabe establecer líneas de posición y tiene algunas bases super elementales de física.

Imaginemos un juego: Nos hallamos en una ciudad imaginaria (la ciudad "X"), enlazada a muchas otras por carreteras rectas en las que los vehículos se desplazan siempre a una velocidad de 120 Km por hora. No sabemos cuál es nuestra ciudad y trataremos de averiguarlo con un mapa y la información proporcionada por distintos viajeros que arriban a ella.

Llega el primer viajero y le preguntamos: ¿De donde viene?. —de la ciudad "A", nos responde. ¿A que hora partió? —A las 16:00. Miramos nuestro reloj y vemos que son las 17:00. ¿Qué podemos deducir?.

Sabiendo que el viajero proveniente de la ciudad "A", tardó una hora y que viajó a 120 Km por hora, deducimos de inmediato que nuestra ciudad "X" se halla situada a 120 Km de la ciudad "A". Mirando el mapa observamos que hay al menos 3 ciudades que se hallan exactamente a 120 Km de la ciudad "A".

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Pensando un poco advertimos que la ciudad "X" puede estar sobre cualquier parte de una circunferencia centrada en "A" cuyo radio sea 120 Km, o dicho de otro modo a una hora de viaje de ella... Por el momento, no podemos decir en cuál de ellas estamos pero ya sabemos que ocupa un lugar en esa circunferencia de 120 Km de radio.

Arriba otro viajero de la ciudad "B" y le hacemos las mismas preguntas. Nos informa que partió a las 16:30. Miramos nuestro reloj y vemos que son las 17:00 (llegaron ambos al mismo tiempo), Deducimos que la ciudad "X" se halla a 60 Km de la ciudad "B" porque nuestro viajero tardó 1/2 hora corriendo a 120 Km por hora...

Nuevamente miramos el mapa y observamos que hay cuatro ciudades a 60 Km de la "B", y al igual que antes recordamos que cualquier ciudad que se halle a 60 Km de la "B" estaría sobre una circunferencia de radio 60 Km y centro en "B" (fig.2).

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Si dibujamos ambas circunferencias sobre el mapa, veremos de inmediato que en la intersección de ambas se hallan dos ciudades: La ciudad "2" y la ciudad "3". Sabemos entonces que la "X" es una o la otra. Solamente dos ciudades (o dos puntos) en la superficie del mapa/carta pueden estar simultáneamente a 120 Km de "A" y 60 Km de "B" (ver fig. 3)..

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Con un tercer viajero proveniente de otra ciudad podríamos eliminar esta incertidumbre trazando una circunferencia adicional que definirá si "X" corresponde a la "2" o la "3". En nuestro caso un tercer viajero proveniente de "C", nos deja saber que nuestra ciudad "X", es efectivamente la "3" (fig. 4).

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Nótese que hemos asumido un par de hechos:

* Que los relojes de los viajeros y el nuestro "están en hora".
* Que los automóviles se desplazan todos a 120 Km por hora.
* Que los caminos que unen ciudades no son sinuosos sino rectos.

Si relacionamos lo dicho con nuestro verdadero problema veremos:

* Que las ciudades "A" y "B", son los satélites de la constelación Navsat.
* Que los viajeros que contestan nuestras preguntas son los paquetes de datos que estos satélites envían al receptor del GPS.
* Que nosotros vendríamos a ser el computador del GPS.
* Que los relojes de los viajeros son extremadamente exactos.
* Que los "automóviles" son las ondas de radio que transportan la información proveniente de los satélites.
* Que esas ondas viajan a aproximadamente 300.000 Km por segundo.
* Que nuestro reloj pulsera es el reloj interno del GPS.

Con estos datos ya podrá comprender mejor cómo el GPS calcula una posición:

El computador del GPS recibe información proveniente de cada uno de los satélites que está en condiciones de escuchar. Cuando la decodifica obtiene (entre muchos otros) dos datos fundamentales:

1. De cuál satélite provienen los datos (la ciudad "A", para nuestro ejemplo).
2. La hora exacta a la que partió el paquete de datos (la hora de partida del viajero).

Conociendo la hora de partida de los datos y comparándola con la hora de llegada que obtiene de su propio reloj, el computador determina cuánto tiempo demoró el viaje y sabiendo que las ondas con la información viajan a la velocidad de la luz (en lugar de los 120 Km por hora), puede calcular fácilmente a qué distancia se halla exactamente ese satélite. De este modo obtiene, al igual que en nuestro juego, una circunferencia en la que "sabe" que está situado (en realidad es una esfera. Piense porqué).

Repitiendo el procedimiento con otros dos satélites puede conocer su posición exacta respecto de ellos. ¿Es bastante simple verdad?

Answer 5

A grosso modo y sin leer previamente otras respuestas, hay una red de satélites rodeando la tierra, y los GPS para ubicarse en qué punto están se comunican con 3 de ellos para darte las coordenadas precisas

Answer 6

los receptores GPS disponen de unos almanaques programados que indican en qué lugar del espacio se encuentran los satélites en cada momento.

A pesar de que estas órbitas son suficientemente exactas, las estaciones de tierra comprueban constantemente sus posiciones. Para ello emplean radares muy precisos que permiten medir la posición y velocidad exactas, y calculan los posibles errores. Estos errores se denominan "errores de efemérides" ya que afectan a la órbita de los satélites o efemérides.

Estos errores se producen como consecuencia del efecto de las atracciones gravitacionales de la Luna y el Sol o por la presión de la radiación solar en los satélites. A pesar de todo, estos errores son mínimos, si bien, si queremos un sistema preciso, debemos tenerlos en cuenta.

Una vez detectados, se retransmiten estos errores a los satélites para que éstos puedan incluir la nueva información en las señales emitidas. De este modo, la señal que incluye el PRC es algo más que una señal de sincronizado, es también una señal que también contiene información sobre la efemérides.



en cuanto al reloj
cada uno de ellos dispone de un reloj atómico en su interior. Aunque su nombre dé a entender que funciona con energía atómica, este reloj no utiliza este tipo de energía. Su nombre proviene del hecho que utiliza las oscilaciones de un átomo determinado como "metrónomo".

Lamentablemente, dado el coste y el tamaño, es imposible disponer de un reloj atómico en un receptor. Para solucionar este problema, los ingenieros que desarrollaron el GPS tuvieron la brillante idea de incluir (simular) un "reloj atómico" mediante la recepción de la señal de un satélite extra. La recepción de una señal extra permite que el receptor pueda calcular los errores producidos en la medición y comparación del tiempo y compensarlos, de ahí la necesidad de emplear cuatro satélites para la medición de nuestra posición, en lugar de tres como sería de esperar en un sistema tridimensional. Gracias a este "reloj atómico", los receptores pueden emplearse para algo más que el cálculo de posiciones, como la calibración de otros sistemas de navegación, la sincronización de sistemas informáticos u otros equipos, o la sincronización con el horario universal, entre otros.
espero te ayude

Answer 7

El Global Positioning System (GPS) o Sistema de Posicionamiento Global (más conocido con las siglas GPS; su nombre más correcto es NAVSTAR GPS) es un Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) el cual permite determinar en todo el mundo la posición de un objeto, una persona, un vehículo o una nave, con una precisión hasta de centímetros usando GPS diferencial, aunque lo habitual son unos pocos metros. El sistema fue desarrollado e instalado, y actualmente es operado, por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos.

El GPS funciona mediante una red de 24 satélites (21 operativos y 3 de respaldo) en órbita sobre el globo a 20.200 km con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie de la tierra. Cuando se desea determinar la posición, el aparato que se utiliza para ello localiza automáticamente como mínimo cuatro satélites de la red, de los que recibe unas señales indicando la posición y el reloj de cada uno de ellos. En base a estas señales, el aparato sincroniza el reloj del GPS y calcula el retraso de las señales, es decir, la distancia al satélite. Por "triangulación" calcula la posición en que éste se encuentra. La triangulación en el caso del GPS, a diferencia del caso 2-D que consiste en averiguar el ángulo respecto de puntos conocidos, se basa en determinar la distancia de cada satélite respecto al punto de medición. Conocidas las distancias, se determina fácilmente la propia posición relativa respecto a los tres satélites. Conociendo además las coordenadas o posición de cada uno de ellos por la señal que emiten, se obtiene la posición absoluta o coordenadas reales del punto de medición. También se consigue una exactitud extrema en el reloj del GPS, similar a la de los relojes atómicos que desde tierra sincronizan a los satélites.