Sistema de posicionamiento global (GPS)

GPS, sistema global de navegación por satélite

El GPS es un sistema de posicionamiento por satélite, a disposición del público, que se localiza un punto en cualquier momento y en cualquier lugar de la Tierra y esto con una precisión que van desde cien metros a milímetros, dependiendo del tipo de equipo y la técnica utilizada.
La Tierra se mueve en la eclíptica alrededor del Sol a una velocidad media de 107 218,8 km/h (entre 29.291 kilómetros/s, 30,287 kilómetros/s). Al mismo tiempo la Tierra gira sobre ella mismo alrededor de un eje a la velocidad (en el ecuador) de 1674,364 km/h (465 m/s). Nuestros satélites natural (luna) y artificiales a su vez a diferentes velocidades, 1,17 km/s por la Luna, 3,88 km/s para los satélites GPS o de 7,68 kilómetros/s para ISS. En un vals orbital los satélites GPS medían con una gran precisión la geolocalización de un punto en la Tierra. Una persona con un receptor GPS puede localizar y orientarse en tierra, mar, aire o el espacio cerca de la Tierra. Para ello se utiliza el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) o Global Positioning System en Inglés. Los 31 satélites GPS orbitan en 6 órbitas casi circulares, a una altitud media de 20 200 kilómetros a una velocidad de 14 000 km/h (3,88 km/s). En cada órbita, hay 5 o 6 satélites que giran alrededor de la Tierra en 11 horas 58 min 2 s, o la mitad del día sideral, cada satélite lleva a la misma posición cada dos torres, visto desde la superficie de la Tierra. La distribución de los 31 satélites NAVSTAR ha sido optimizado para obtener un número suficiente (cuatro) de satélites visibles en cada punto del globo.

Tres estaciones terrestre controlan los relojes atómicos de los satélites.
Einstein predijo que más la gravedad es fuerte, más el tiempo se desarrolla lentamente y más la gravedad es bajo, más tiempo pasa rápidamente. Más estamos lejos de la Tierra, más la gravedad es baja, la gravedad en 20 000 km de altitud es diferente que en la Tierra.
Al igual que la gravedad distorsiona el tiempo, en el espacio tiempo va un poco más rápido que en la Tierra. Esto tiene un impacto en los satélites GPS.
El funcionamiento del GPS describe con precisión la curvatura del espacio-tiempo.
Para que el GPS funcione correctamente, los relojes de los satélites GPS, debe estar perfectamente sincronizado con el tiempo en la Tierra. De una altitud de 20 200 km, si los relojes de los satélites no están sincronizados, los valores proporcionados por el GPS derivados 10 a 12 km por día.
Los relojes de los satélites hacia adelante por 38 microsegundos al día con respecto a un reloj colocado en la Tierra. Una vez que se realiza la corrección para encajar el GPS a los efectos de la gravedad. Los satélites GPS transmiten los señales a la Tierra interpuesto en dos frecuencias (227,6 y un 1 575,42 MHz) que son modulados por uno o más códigos pseudoaleatorios. El GPS utiliza el sistema WGS 84 (World Geodetic System 1984), un punto de referencia para la cartografía. Cuando cuatro satélites están a la vista, el usuario tiene la información suficiente para encontrar su posición en la Tierra.

Imagen: Sistema de Posicionamiento Global (GPS) o Global Positioning System en Inglés. Los satélites GPS siguen una órbita casi circular a una altitud de 20 200 kilómetros y una velocidad media de 3,88 km/s.