Principal

      Comentar publicación Español
x

Elige tu idioma

EnglishEspañol

Qué es la trilateración satelital

Ver en modo diapositivas

 

Qué es la trilateración satelital

 

Fotos en el album: 45

 

El Sistema de Posicionamiento Global (Global Positioning System - GPS) es un sistema de navegación que provee información acerca de la ubicación geográfica en la que se encuentra un receptor de señales recibidas desde un satélite GPS. Para que eso ocurra, debe encontrarse en alguna parte del planeta con acceso libre (sin obstrucciones intermedias) en línea recta a cuatro satélites GPS o más.

El sistema GPS funciona de la siguiente manera: un receptor recibe señales de onda de radio provenientes de cuatro o más satélites. Cada señal contiene información acerca del momento en que fue transmitida desde el satélite y la posición en que se encontraba dicho satélite al momento de ser enviada la señal.

Como toda onda electromagnética, dichas señales viajan a la velocidad de la luz (casi 300.000 kilómetros por segundo). Lo que hace el receptor, por lo tanto, es calcular su posición comparando las distancias en línea recta hasta cada uno de los satélites. Esto lo hace restando al momento de recepción de la señal el momento de envío de la señal desde el satélite, lo cual le permite saber al dispositivo el tiempo en milisegundos que tardó en llegar la señal desde el satélite. Si se le multiplica a la velocidad de la luz -que es siempre la misma- la cantidad de tiempo que tardó en llegar la señal, el resultado es la distancia en línea recta que hay desde el receptor hasta el satélite.

Como la fórmula de velocidad es:

distancia / tiempo = velocidad

Se puede despejar la distancia de la siguiente forma:

distancia = velocidad x tiempo

Entonces:

Tiempo de partida desde el satélite - Tiempo de llegada al receptor en tierra = Tiempo que tarda en recorrer la distancia

Tiempo que tarda en recorrer la distancia entre el satélite y el receptor x velocidad de la luz = distancia del receptor al satélite

Como cada señal incluye también información acerca de la posición de cada satélite al momento de enviarse las señales, se compara cada posición de los satélites y las distancias a cada uno, formando lo que serían unas esferas imaginarias sobre cuya superficie se encuentra el receptor. La intersección de estas esferas imaginarias es exactamente la localización del dispositivo GPS. Para realizar estos cálculos, el receptor cuenta con un pequeño chip (circuito integrado o procesador), que hace unas operaciones matemáticas llamadas trilateracion. Con la trilateración, aprovechando la geometría de círculos y triángulos, se puede determinar la posición relativa de cualquier cosa.

Para graficarlo mejor, se puede realizar el siguiente ejemplo:

Una persona se encuentra en alguna zona rural del planeta, pero no sabe dónde. Entonces, le pregunta a otra persona que pasa por allí acerca de su ubicación y esta última le responde: "a 40 kilómetros de la Ciudad A". Esto no ayuda demasiado, ya que con eso no le alcanza para conocer su ubicación, y podría encontrarse en cualquier punto de un círculo imaginario alrededor de la Ciudad A (como se muestra en la imagen de abajo, se forma un círculo imaginario con un radio de 40 kilómetros).

Luego, le pregunta a una segunda persona, que también pasa por ahí, acerca de su ubicación y ésta le responde que se encuentra a 35 kilómetros de la Ciudad B. Por lo que podría encontrarse en cualquier punto de un círculo imaginario alrededor de la Ciudad B. Pero si combina a este dato con el dato anterior sobre la distancia a la Ciudad A, obtendrá dos círculos imaginarios que se intersectan en dos puntos. Así podrá saber que se encuentra en uno de esos dos puntos, ¿pero en cuál de los dos?

Entonces, le pregunta a una tercera persona que pasa por allí acerca de su ubicación, y le responde que se encuentra a 48 kilómetros de la Ciudad C. Por ende, podría encontrarse en cualquier punto de un círculo imaginario alrededor de la Ciudad C. Pero si lo combina con los dos datos anteriores (las distancias a la Ciudad A y Ciudad B) notará que ese tercer círculo se intersecta con uno de los dos puntos en los que se intersectan los otros dos círculos. De esta manera, podrá conocer su posición exacta.

Sin embargo, esto ocurre en un mundo 2D en el que la persona se encuentra sobre un plano. Pero la Tierra es una esfera algo ovalada, y los satélites de GPS que orbitan alrededor del planeta se encuentran en un instante específico en distintos puntos del espacio 3D. La idea es la misma, sólo que en este caso en lugar de tratarse de tres círculos que se intersectan en un punto del plano, son cuatro esferas (con sus respectivos centros coincidiendo con la posición de cada uno de los cuatro satélites) cuyas superficies se intersectan entre sí, dando como resultado un punto en común en el espacio para las cuatro esferas.

A continuación, se ofrece un ejemplo de la vida real:

Un receptor GPS que se encuentra en un determinado punto de la Tierra, a una distancia de 25.000 kilómetros de un satélite A, forma una esfera imaginaria en cuyo centro se encuentra el satélite A y en cuya superficie se encuentra el receptor GPS, pero todavía no se conoce en qué punto de dicha esfera se encuentra el receptor GPS.

Si se toma la distancia a un segundo satélite B ubicado a 30.000 kilómetros de distancia, se obtendrá una segunda esfera con radio de 30.000 kilómetros, que se intersecta con la primera esfera formando un círculo perfecto. Entonces, la posición del receptor GPS estará en un punto cualquiera de la circunferencia que se forma en la intersección de dichas esferas.

Tomando un tercer satélite C ubicado a 32.000 kilómetros, se obtendrá una tercera esfera imaginaria de radio de 32.000 kilómetros en cuya superficie se encuentra -al igual que en los casos anteriores- el receptor GPS y en el centro el satélite. Esta tercera esfera se intersecta con las otras dos esferas anteriores en dos puntos del círculo que se forma en la intersección de las otras dos esferas.

Si se tiene en cuenta un cuarto satélite, se puede encontrar en cuál de esos dos puntos está posicionado el receptor GPS. El satélite D estará a una distancia de 30.000 kilómetros, por lo que se forma una esfera imaginaria con un radio de 30.000 kilómetros, en cuya superficie está el receptor. Dicha esfera se intersecta en uno de los dos puntos que quedaron en el paso anterior. De esta manera, se logra conseguir la posición exacta del receptor GPS.

 
<< Volver al artículo de Qué son los Satélites y cómo funciona - Parte 2
 
 
Fuentes de información:

A 2 personas les gusta
Compartir


Sigue a Youbioit