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GPS y sistema de navegación

Tema:

  • General
  • Determinación de posición
  • Sistema de navegacion

General:
GPS es una abreviatura de Sistema de Posicionamiento Global. El GPS consiste en una red de satélites que orbitan alrededor de la Tierra. Estos indican continuamente dónde se encuentran. Los receptores GPS de los equipos de navegación necesitan de 3 a 8 satélites para determinar la posición y la dirección (de viaje) en la Tierra con una precisión exacta del metro. 

Determinación de la posición:
Para el posicionamiento se utilizan 24 satélites que orbitan la Tierra a una altitud de aproximadamente 20.000 km. Las posiciones de los satélites se determinan de tal manera que al menos cinco satélites puedan alcanzar simultáneamente el mismo punto de la Tierra.

Se puede calcular un espacio tridimensional con al menos tres satélites si conocemos la distancia entre tres puntos fijos. La ubicación se determina calculando el tiempo entre el envío y la recepción de las señales. Podemos calcular la distancia entre el receptor y cada satélite multiplicando el tiempo por la velocidad de la luz (300.000 km por segundo). Cuando hacemos esto con al menos tres satélites, podemos dibujar líneas imaginarias hacia un punto común. Un cuarto satélite aumenta la precisión del posicionamiento.

El receptor muestra la posición en grados de longitud y latitud. El ecuador está a 0° y los polos están a 90°. Las líneas de longitud (meridianos) conectan los polos. Los meridianos son líneas imaginarias que atraviesan la Tierra:

  • perpendicular al ecuador;
  • de polo a polo.
La Tierra está dividida en 360 grados, que se miden desde un primer meridiano. Desde este meridiano principal la distancia se mide en grados (desde 0° a 180°) longitud este y longitud oeste respectivamente. Un título (°) se puede dividir en:
  • máximo 60 minutos (')
  • y un minuto en un máximo de 60 segundos (“).

Junto con la posición en grados con respecto al ecuador (latitud) y posiblemente la altura, se puede indicar cualquier lugar de la Tierra.

En Ámsterdam, la siguiente posición la proporciona el receptor GPS. cierto:

  • Número de satélites: 4
  • Norte: 52°22'02.8″
  • O: 4°53'48.7″
La ubicación indicada en Ámsterdam está aproximadamente a 52° de latitud norte (N) y 4° de longitud este (E) desde el primer meridiano y el ecuador. 
 
Los Países Bajos están situados al este del primer meridiano y al norte del ecuador. Mirando a la izquierda del primer meridiano (parte de Francia y la mayor parte de España), se encuentra en el hemisferio noroeste. Debajo del ecuador hablamos del hemisferio sur. Si buscamos las coordenadas de Sudáfrica (hemisferio sureste) y Brasil (hemisferio suroeste) en Google Maps, las coordenadas quedan así:
 
Coordenadas de Sudáfrica:
  • Longitud: 28°21'15.5″
  • O: 23°53'13.0″
Coordenadas de Brasil:
  • Longitud: 4°51'56.4″
  • O: 51°57'27.7″

Sistema de navegación:
Los círculos de latitud y longitud se muestran en los mapas de países y de carreteras. Se conoce la ubicación geográfica de cada lugar. Una vez que el receptor GPS del coche conoce la posición actual, se puede comparar con las coordenadas del mapa de carreteras.

La dirección de viaje y la distancia hasta el destino se calculan mediante satélites y se muestran en la pantalla del coche.

Ejemplo: queremos conducir desde Dordrecht (Holanda Meridional) a París.
Las coordenadas son las siguientes:

  • Dordrecht: 51°48’33.2″N 4°38’53.0″E
  • Parijs: 48°51’16.8″N 2°20’52.0″E

La ubicación del destino y la distancia se calculan en función de las coordenadas. Utilizando la información del párrafo anterior, podemos decir lo siguiente sobre las coordenadas:

  • De 51 grados norte a 48 grados. Está más cerca del ecuador, por lo que la ruta es hacia el sur;
  • De 4 grados este a 2 grados: está más cerca del primer meridiano, por lo que el recorrido es hacia el oeste. 

El software del ordenador de navegación calcula la ruta más lógica basándose en el mapa de carreteras. Esto tiene en cuenta factores como: carreteras sin pavimentar, carreteras de peaje, servicios de ferry, etc. Cuando el sistema está conectado a Internet, el software también tiene en cuenta las condiciones del tráfico. Si parece que hay un retraso en la ruta más lógica (estándar), se ofrecerá una ruta alternativa. Esta puede ser una ruta de mayor distancia, pero sigue siendo una ruta rápida debido a las favorables condiciones del tráfico.