1. GPS
(Global Positioning System)
Rubén Silla Fuentes Iván Pérez Sánchez
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2. Japón Europa y China con GPS
Japón hacía público
a principios de este
año el Michibiki, su
satélite GPS
experimental
lanzado con la
intención de mejorar
la cobertura y
precisión del actual
sistema americano
en el montañoso
país.
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En Europa trabajan
todavía en Galileo,
que se espera
operativo para 2013,
está previsto que
Galileo trabaje
conjuntamente con
el sistema americano
y con el GLONASS
ruso, ofrecería una
alternativa europea
al GPS EE.UU.
En China el sistema
Compass, el más
ambicioso de todos
que pretende crear
una gran red de
navegación
compuesta por 35
satélites con un
margen de error de
reloj a 50
nanosegundos y
precisión de 0.2
metros por segundo,
se encuentra en fase
de pruebas, con
algunos satélites ya
lanzados a la órbita
del planeta.

3. Índice
• ¿Qué es?
• ¿Cómo funciona?
• Precisión
• Fuentes de error
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4. ¿Qué es?
• Aplicación libre y gratuita diseñada y controlada por el departamento de
defensa de los Estados Unidos (1994) que proporciona servicios de
posicionamiento (altitud, latitud, longitud), navegación (coche, barco, avión)
y tiempo (único sistema de referencia temporal para todos los usuarios).
También conocida como NAVSTAR.
• Está formada por tres secciones:
 Espacio aéreo: controlado por el DoD EEUU
 Sistema de control: controlado por el DoD EEUU
 Usuario o Aplicación
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5. ¿Qué es?
• Espacio aéreo:
 Está formado por seis anillos equidistantes que orbitan a 20.200 km
de la superficie de la Tierra (MEO – Medium-Earth Orbit).
 Cada anillo aloja 4 satélites equidistantes.
 Cada satélite viaja a 3,9 km/s y da una vuelta a la Tierra cada 12h
(11h58min en la Tierra)
 Los satélites emiten señales de radiofrecuencia a los usuarios.
 A cada satélite se le estima un tiempo de vida entre 7.5 y 11 años.
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6. ¿Qué es?
• Espacio aéreo:
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7. ¿Qué es?
• Espacio aéreo:
 Cada satélite recibe de la estación de control principal los datos y
comandos de navegación, generalmente de corrección de posición y
tiempo.
 Cada satélite genera sus propios datos de navegación y los emite
periódicamente a la superficie terrestre junto con un patrón de control.
Ambos mensajes son multiplexados con la técnica CDMA y modulados
(BPSK) en la banda L1 y L2 respectivamente. Cada satélite tiene una
código PRN único. El patrón de control transmitido en la banda L2 se
utiliza para calcular el retardo que genera la ionosfera en la transmisión
y sólo se utiliza para un uso militar.
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8. ¿Qué es?
• Espacio aéreo:
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9. ¿Qué es?
• Espacio aéreo:
Uso civil
y militar
Uso
militar

10. ¿Qué es?
• Espacio aéreo:

11. ¿Qué es?
• Sistema de control:
 Red global de infraestructuras responsable del rastreo,
monitorización, estudio y control de la constelación de satélites.

12. ¿Qué es?
• Sistema de control:
 Estación de Control Principal (Colorado):
 Recibe información acerca del posicionamiento de los satélites
de las estaciones de monitorización y envía mensajes a los
satélites para mantenerlos perfectamente ubicados.
 Responsable del mantenimiento y solución de incidencias
 Las antenas utilizadas para la comunicación con los satélites
(datos y comandos de navegación) trabajan en la banda de las
microondas S (1.5-5.2Ghz)

13. ¿Qué es?
• Sistema de control:

14. ¿Qué es?
• Usuario o Aplicación: GPS FUNCIONA A DOS NIVELES
 Servicios de posicionamiento normal (SPS): disponible para todos los
usuarios de GPS (militares, privados, y comerciales) en una base
mundial y continua, gratis. EE.UU. puede variar la exactitud
manipulando las ondas o los relojes.
 Servicio de posicionamiento preciso (PPS): Este es un servicio militar
de gran exactitud para posicionamiento, velocidad y tiempo, disponible
en forma mundial y continúa a usuarios autorizados por el
departamento de defensa de los estados unidos.
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15. ¿Cómo funciona?
• El sistema GPS se basa en el principio matemático de la triangulación. Para
determinar la posición de un punto es necesario determinar la distancia
exacta que lo separa de los satélites.
• Para calcular estas distancias es necesario que el receptor (usuario) y el
satélite estén sincronizados. Los satélites tienen relojes atómicos muy
exactos y además se sincronizan entre si. Las bases de mantenimiento de
GPS ajustan los relojes de los satélites. Un el receptor tenemos un simple
reloj de cuarzo. Unas milésimas suponen un error de quilómetros.
• Para sincronizar con exactitud el reloj del receptor el satélite envía junto
con los datos de navegación (banda L1) un patrón de control (banda L2) que
el receptor utiliza para calcular el retardo.
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16. ¿Cómo funciona?
• Principio matemático de la triangulación
 El receptor GPS ha de calcular la distancia que lo separa de al menos
tres satélites para determinar su posición.
 Con la ayuda de un cuarto satélite el receptor puede determinar su
altura respecto al nivel del mar.
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17. Precisión
• En los sistemas convencionales GPS, un solo receptor, tiene un error
máximo de 7.8 m con una fiabilidad del 95%.
• El error medio es de un metro como muestran los datos recogidos por la
FAA. Se puede mejorar las precisión utilizando sistemas de aumento con
errores de centímetros.
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18. Precisión
• Los sistemas de aumento están formados por al menos una estación fija y
otra móvil.
• La base de funcionamiento de este sistema es la corrección diferencial:
 Consiste en obtener datos satelitales en forma simultánea por dos
receptores, uno de los cuales es ubicado en una posición conocida y
otro en una posición variable (base y móvil).
 La base transmite estas correcciones hacia los móviles a través de
sistemas de radio y módem, o por un sistema satelital y bases diseñado
para este efecto, así el móvil aplica la corrección al momento de la toma
de datos
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19. Precisión
SERVICIOS DE CORRECCIONES DIFERENCIALES
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20. Precisión
• El GPS de uso militar (PPS) tiene una precisión ligeramente superior al GPS
de civil por poder transmitir a dos frecuencias y poder calcular de forma
mucho más precisa el retardo de propagación de la señal, hecho que mejora
el cálculo de la distancia entre el receptor y el satélite.
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21. Fuentes de error
• Posibles causas de los errores cometidos en el cálculo de la distancia entre
receptor y satélite:
 Los relojes de los satélites pueden no estar perfectamente
sincronizados.
 Las órbitas de los satélites pueden no ser perfectamente conocidas
 Las distintas capas de la atmósfera, así como los efectos
meteorológicos pueden distorsionarla o frenarla.
 La señal puede venirnos rebotada de edificios o montañas, de modo
que no estamos midiendo la línea recta que nos une al satélite.
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22. Fuentes de error
Fuentes de error
Fuente Efecto
Ionósfera ± 5 m
Efemérides ± 2,5 m
Reloj satelital ± 2 m
Distorsión multibandas ± 1 m
Tropósfera ± 0,5 m
Errores numéricos ± 1 m o menos
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