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¿Cómo funciona el GPS?

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¿Cómo funciona el GPS?

El GPS (sistema de posicionamiento global) cuenta con 24 satélites artificiales en órbita alrededor de la tierra a una distancia de 20.300 km/12.600 millas, que transmiten señales de radio. Las órbitas están “coreografiadas”, de manera que cualquier receptor GPS sobre la superficie de la tierra siempre está “visible” (y por consiguiente, recibiendo señales) de al menos cuatro satélites.

Su GPS puede determinar su localización a partir de los datos de estos cuatro satélites por “trilateración”. La idea es básicamente la misma en la triangulación, pero sin utilizar ángulos.

Explicar qué es la trilateración en un espacio en 3D es un poco complicado, así que vamos a empezar con la trilateración 2D, que es más sencilla.


Trilateración 2D
Imagine que está completamente perdido. Se despierta una mañana en una habitación de hotel que no conoce sin tener ni idea de dónde esta. Baja y le pregunta el recepcionista del hotel: “¿Dónde estoy?”.

“No se lo puedo decir” responde, “pero sí le diré que está a 955 km/593 millas de Copenhague”.

Ahora sabe que está en algún punto situado en un círculo alrededor de Copenhague con un radio de 955 km/593 millas.

Se va paseando por la ciudad, para a tomarse un café y le pregunta a la camarera donde está. “A 604 km/375 millas de París” dice y se marcha.

Luego se fija en las servilletas. ¡Pero qué suerte! ¡Si son mapas perfectamente detallados de Europa! Coge usted una, se saca del bolsillo su útil combinado de brújula y regla y dibuja dos círculos. Veamos:

Ahora ya sabe que tiene que estar en uno de los puntos en los que los dos círculos se intersectan: los únicos dos situados tanto a 955 km/593 millas de Copenhague y a 604 km/375 millas de París.

Sale a la calle y un anciano le llama. Le dije que ésta a 510 km/317 millas de Praga. Usted se saca la servilleta del bolsillo y la brújula y dibuja otro círculo.

Ahora ya sabe exactamente dónde está: ¡En Frankfurt!


Trilateración 3D
La trilateración 3D se basa prácticamente en la misma idea que la 2D. Sólo tiene que imaginarse el ejemplo anterior de 2D pero con tres esferas en vez de tres círculos.

Digamos que sabe que está a 10 kilómetros/millas del satélite A. Esto significa que podría estar en cualquier punto de la superficie de una enorme esfera imaginaria con un radio de 10 kilómetros/millas.

Pero si sabe usted también que se encuentra a 15 km/millas de satélite B, puede superponer esta segunda esfera a la primera con un radio de 15 km/millas.

Las dos esferas harán intersección formando un círculo 2D perfecto.

Si además sabe que se encuentra a 8 km/millas de un tercer satélite, al dibujar esta tercera esfera, se dará cuenta que toca el círculo en dos puntos (como el dibujo de los dos círculos del ejemplo 2D).

Pero todavía tiene una cuarta esfera en la manga: la propia Tierra. Sólo uno de los puntos de la intersección que ha identificado estará efectivamente en la superficie de la Tierra. Así que, siempre y cuando no esté flotando por el espacio, ahora sabe exactamente dónde está.

En cualquier caso, los receptores GPS normalmente utilizan por lo menos cuatro satélites para ser más precisos.

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