Sabies que el GPS està integrat per 24 satèl·lits? En aquest article et mostrarem la història del gps, així com la seva evolució des de la seva creació fins a lactualitat.
Història del gps
El gps, Sistema de Posicionament Global, el qual té com a nom original Navstar gps: És un mètode que busca precisar la ubicació a la Terra de qualsevol persona o automòbil de manera exacta.
Aquest sistema va ser creat pel Departament de Defensa dels Estats Units. Actualment pertany a la Força Espacial dels Estats Units. Per aconseguir obtenir la posició que es vol, el navegant utilitza l'ús de quatre satèl·lits o més, igual que la trilateració.
Per al seu funcionament, el GPS necessita com a mínim 24 satèl·lits aproximadament a la seva disposició en òrbita sobre la Terra, a uns 20000 quilòmetres d'alçada. Distribueix les seves òrbites de manera que pugui tenir a la seva disposició quatre satèl·lits identificats a tota la terra.
Pels anys 1960, el sistema OMEGA, conegut com el Sistema de Navegació terrestre, prenent com a referència els senyals que llançaven unes quantes estacions terrestres, va aconseguir ocupar el primer lloc en el sistema de navegació mundial de ràdio. No obstant això, com que aquests sistemes van presentar certa restricció, es van veure en la necessitat de buscar més resposta en la navegació que fos més exacta, així inicia la història del gps.
La Força Armada dels Estats Units va donar ús a aquests avenços de navegació en la història del gps utilitzant per a això, satèl·lits que li permetien visualitzar posicions exactes i puntuals.
El sistema utilitzat havia de complir certes disposicions per ser executats. Tenir globalitat; en aquest cas, el globus havia de ser abastat completament, ser persistent i el seu treball havia de ser continu, sense ser pertorbat o limitat per l'estat atmosfèric. A més de ser enèrgic per permetre que calgués.
En 1964 va quedar treballant un nou sistema anomenat Transit, i per a 1967 va ser utilitzat pels militars per a ús comercial.
Aquest sistema estava estructurat per sis satèl·lits de baixa òrbita polar, amb 1074 km d'altitud. Ells permetien que s'aconseguís una cobertura mundial, però no persistent. La possibilitat d'ubicació no era constant, l'accés als satèl·lits es donava cada dues hores aproximadament. Per calcular la seva posició, aquesta havia de ser monitoritzada cada 15 minuts per evitar que perdés l'abast.
La US Navy, per a 1967, va avançar amb un satèl·lit anomenat Timatió, aquest va mostrar la possibilitat assertiva de col·locar a l'espai, rellotges exactes que facilitessin dades consistents, un avenç que anava de la mà amb el gps.
El 1973 els programes amb què treballaven l'Armada i la força aèria dels Estats Units, van ser units i es va donar a conèixer l'anomenada Navigatió Technology Program, que vol dir, Programa de Tecnologia de Navegació.
Del 1978 al 1985 es van donar a conèixer i van tenir vuit satèl·lits d'experiment Navstar. Després van aparèixer noves generacions, fins a arribar a la constel·lació que es coneix actualment com la capacitat operacional inicial, nom atorgat al desembre de 1993, amb una capacitat total i útil ja per a l'any de 1995.
Els Estats Units el 2009 van desenvolupar un servei que permetia establir la posició i ajudar l'OACI que no es va negar a acceptar l'oferiment. Així, a poc a poc, es va anar formant la història del gps.
Característiques i formes que es van desenvolupar a la història del gps
- Presenta 24 satèl·lits de constel·lació que representen entre 4 i 6 òrbites.
- Té una altitud de 20200 Km.
- El seu període es troba entre les 12 hores sidèrees.
- Té una inclinació d'uns 55°.
- Aporta una vida favorable de 8 anys.
- La seva cobertura és a nivell mundial.
- La cabuda dusuari no té límits.
- Dins del sistema de coordenades treballa amb 8000.
Senyal a la història del gps
Dins la història del gps ens trobem que de manera contínua envia un missatge de navegació a un aproximat de 50 bits per segon a la seva estructura de trasllat de microones de 1600 MHz. Per a la ràdio FM s'envia entre 86 i 109 MHz i per als wi-fi es treballa amb un aproximat de 5000 MHz i 2500 MHz, en si els satèl·lits en la seva totalitat envien 1600 MHz per al senyal L1 i 1228 per al senyal L2.
Aquest senyal GPS facilita el temps, l'hora que correspon a cada setmana, usant un rellotge atòmic que es troba dins del satèl·lit, mostra a més el número de cada setmana, i dissenya una referència que permet descobrir si el satèl·lit presenta alguna falla.
Les emissions tenen una durada de 30 segons amb 1500 bits de dades disponibles. El nombre de dades estan establerts per un seguiment pseudo-aleatori de gran de velocitat que caracteritza cada satèl·lit.
La seva emissió és de forma cronometrada, comença i acaba a una mateixa hora, tal com ho indica el rellotge que es troba dins del satèl·lit. En un primer moment, s'indica al que rep la informació l'enllaç existent entre el rellotge del satèl·lit i l'hora que indica el gps, i en un segon moment envia la informació a l'emissor de l'òrbita exacta del satèl·lit.
Forma devolució del sistema gps
- S'afegeix un senyal nou per a ús civil a L1.
- Així mateix, se suma un nou senyal civil a l'L5 amb un aproximat de 1177 MHz.
- A més, s'estableix una forma de cura per als nous signes de serveis de seguretat per a la vida.
- Aporta una millor distribució dels senyals.
- Millora la força del senyal.
- Es realitza un increment a les caselles de monitorització, s'eleven a 12.
- Accedeix a la interrelació amb la continuïtat L1 de Galileu.
- Compleix amb les línies dels clients, siguin militars o civils en l'ús del GPS.
- Determineu les sol·licituds de GPS III d'acord amb les formes d'operació.
- Facilita els permisos necessaris en la transformació futura a fi d'agradar les sol·licituds que tinguin a fer els usuaris fins al 2030.
Aquest sistema ha aconseguit un gran avenç que ha permès establir una localització de forma activa a l'abast de les dades, cosa que permet que el client pugui determinar el moviment de manera exacta del conegut Mobile Mapping.
Amb aquest mètode s'utilitzen cartografies 3D, a través d'un escàner que posseeix làser, es fan mesuraments de càmeres, sensors, sistemes gnss, permeten identificar amb exactitud, de la mà amb les seves tres tecnologies d'ubicació: IMU, GNSS i Odométro, els qui aconsegueixen un abast de senyal, encara en aquells llocs on aquesta no és bona.
Com funciona el gps
La història del gps ha mostrat grans avenços, dins d'ells s'han actualitzat les seves funcions entre elles val la pena ressaltar:
- Dins de les seves funcions el GPS marca una pauta anomenada efemèrides, és per això que cadascú envia les seves de manera individual, en les quals sestableixen la vida del satèl·lit. com es troba a l'espai, la seva hora, el contingut doppler, entre d'altres.
- Els satèl·lits per separat mostren que el que encarregat de rebre la informació es troba ubicat en un espai específic a la superfície de l'esfera, el seu nord és el mateix satèl·lit i de ràdio és la distància exacta fins al receptor.
- Un cop es rep la informació que emeten dos dels satèl·lits, es pot establir un contorn que són el resultat de les dues esferes en algun espai específic, on es troba el receptor.
- Quan es rep la informació del satèl·lit número tres, desapareix la falla que impedeix que els rellotges estiguin relacionats entre si i els beneficiaris del GPS, aconseguint aconseguir una posició 3D de manera precisa.
Si vols enriquir-te amb algun altre tema tecnològic, t'invito a seguir l'enllaç tecnologia Satelital
Fiabilitat de la informació que emet un gps
Com que el gps posseeix una línia militar, als Estats Units, el Departament de la Defensa, guarda la probabilitat d'assumir un petit a l'atzar, que pogués ser modificat entre 15 i 100 m. No obstant això, per a l'actualitat no es dóna ús a aquest error impulsat, la informació exacta i precisa que envia el gps va relacionat amb el nombre de satèl·lits que es poden observar en un moment específic.
Si la informació que es rep està entre set i nou satèl·lits i es troben d'una forma incoherent, els seus mesuraments queden per sota, podria ser entre 2 metres en un 95% de temps, si per contra s'utilitza el sistema GDPS, l'exactitud del seu mesurament és molt millor, ja que representa el 97% de les circumstàncies.
La confiança de les dades subministrades per un gps depèn de la seva forma de posició, per mesurar de manera exacta i precisa la ubicació dels receptors.
Com observem són molts els avenços que es presenten a la història dels gps.
Origen d'error en els gps a la seva història
La informació que mesura un GPS necessita en el moment, la ubicació del satèl·lit i la demora al senyal que es rep. La seva exactitud obeeix a l'exactitud de la posició ia l'endarreriment del senyal.
En detectar l'endarreriment, l'encarregat de rebre informació relaciona una quantitat de bits que envia el satèl·lit amb una interpretació personal. En ser relacionats els termes de la sèrie, els components electrònics estableixen desigualtat de l'1% en un temps bit; per això els senyals que emeten els gps s'estenen a la rapidesa de la llum, el qual estableix una falta d'uns tres metres aproximadament, es considera una falta molt petita quan el senyal de gps és utilitzat.
L'exactitud es pot perfeccionar utilitzant un senyal P (Y), en mostrar el mateix resultat, el qual representa l'1% del temps, el senyal P (Y), mostra en un alt rendiment una conclusió precisa d'uns 30 centímetres.
Les exactituds en els mesuraments del gps es veuen influenciades per les faltes que es desprenen de l'electrònica. Aquestes maneres de mesurar poden millorar amb lús de programari i mètodes utilitzats en temps real.
Si vols conèixer sobre l'evolució dels gps, t'invito a observar el contingut audiovisual següent.
Dins el marge d'error a la història del gps, podem considerar:
- Demora a l'emissió del senyal a la ionosfera i troposfera.
- Senyals que es comparteixen alhora en edificis i muntanyes i són tornades.
- Faltes a les òrbites, on la informació de les mateixes no són exactes.
- Quantitat de satèl·lits observables.
- Desigualtat a la ubicació dels satèl·lits que es poden visualitzar.
- Faltes als rellotges interns del gps.
Elements que intervenen en els errors de les dades emeses.
Els elements que intervenen en els errors que s'han presentat a la història dels gps estan relacionats amb:
Errors únics del satèl·lit a la història del gps
- Errors a les òrbites: Es fa necessari elements adequats que impulsin les òrbites, ja que els satèl·lits no tenen una línia directa a l'òrbita kleperiana que és la que es considera normal, això porta com a conseqüència que el procés és interromput per manca de coneixement de l'energia que influeixen sobre cada satèl·lit.
- Faltes al rellotge intern: Està relacionat amb l'alteració en el temps dels rellotges interns que són originades per la pèrdua dels oscil·ladors i aquelles que són causades pel moviment d'efectes relatius, cosa que porta com a conseqüència una gran diferència entre el temps que s'estableix i el satèl·lit.
- Errors de posició: És la poca seguretat que sorgeix de la ubicació com a inferència de les faltes a l'exactitud de posició i els satèl·lits escollits.
Errors en les formes de transmissió a la història del gps
- Faltes en el reforçament ionosfèric: Està relacionada amb la freqüència del GPS, l'error en el seu reforçament es desprèn des de 50 metres fins a 1 metre, la fortalesa ionosfèrica depèn de la regularitat i l'efecte aproximat de cada mesurament que es fa.
- Faltes en el reforçament troposfèric: Aquests errors marquen un marge compresos entre 2 i 25 metres, aquesta es troba separada de la regularitat del mesurament. No obstant això, aquest error pot ser corregit, utilitzant altres models tropofèrics.
- Multipath: Aquesta forma permet aconseguir que el senyal arribi utilitzant dos vessants diferents, encara que això pot causar que el senyal sigui interromput. L'ús del Multipath és notat quan mesura superfícies, per subestimar-ne la forma es pot utilitzar una antena que treballi amb els senyals que rebi des de diferents entorns.
Errors relacionats directament amb la recepció d'informació a la història del gps
- Els sorolls: El soroll està relacionat amb la quantitat d'informació i el temps necessari per obtenir amb exactitud, aquest ha de ser seguit per obtenir els mesuraments amb precisió.
- Centres d'informació de les antenes: Si es troba un error conegut a la funció que realitza l'antena en el mesurament, els punts es cancel·len, quan els mesuraments són exactes, les antenes s'alineen a una mateixa adreça per obtenir els resultats desitjats .
Incorporació dels gps als telèfons mòbils
En l'actualitat l'ús dels gps als telèfons ha adquirit un gran auge, s'ha introduït dins dels smartphones sent de gran utilitat a l'hora de requerir una adreça, l'ús dels gps ha fet néixer un mètode de programari per als diferents tipus i models, així com els diferents tipus de negocis que requereixen lús dels mòbils.
Aquest ens dóna possibilitat de saber els llocs on es troben amics i familiars a través d'un mapa, només cal posseir la plataforma requerida.
Incorporació dels gps als rellotges
L'avenç de la tecnologia actualment ha permès donar a pas als smartwatches amb gps inclosos, poden ser utilitzats amb telèfons intel·ligents si fem referència per exemple als rellotges esportius o polseres que no tenen pantalles.
Igual que els telèfons intel·ligents aquest permet conèixer la ubicació de les persones que desitgem, només es fa necessari posseir l'aplicació i la plataforma necessària.
La teoria de la relativitat i els gps
Als satèl·lits gps els rellotges necessiten estar relacionats amb les ubicacions a terra, per la qual cosa s'ha de considerar la teoria de la relativitat general i especial, els efectes que aquestes proporcionen són: el temps, els canvis de freqüència i l'excentricitat.
D'altra banda, quant al temps, la velocitat del satèl·lit oscil·la entre 1 part de 10, aquesta expansió dóna com a resultat que el rellotge del satèl·lit que es troba en una aproximació de 5 parts entre 10 sigui més ràpid.
Quant a la relativitat espacial i general partint de la teoria de la relativitat, per estar constantment en moviment i l'alçada que representa, afecten la velocitat dels rellotges, la relativitat general planteja que un rellotge més a prop del que voleu mesurar serà molt més lent que un que es trobi més retirat, si el relacionem directament amb el gps, el que voleu obtenir la informació es troba més aproximat a la terra que als satèl·lits.
L'ús dels gps s'ha convertit en l'actualitat en una gran eina, tant de relació com de treball, és per això que cal conèixer els seus funcionaments des dels seus orígens per conèixer els seus abastos i treure-li el màxim profit possible.