El Sistema de Posicionamiento Global, conocido
como G.P.S., es un
sistema de navegación basado en 24 satélites que proporciona posiciones
en las tres dimensiones de espacio, velocidad y tiempo durante las 24
horas del día, en cualquier parte del mundo y en todas las condiciones
climáticas. No hay comunicación directa entre el usuario y los
satélites sino que emite una señal captada por los receptores, por ello
puede dar servicio a un número ilimitado de usuarios. Fue creado en
1973 por el Departamento de Defensa de Estados Unidos con el objetivo
de reducir los problemas crecientes de navegación.
El
G.P.S. permite conocer las coordenadas geográficas de cualquier punto
de la superficie con una precisión inferior a los 15 metros y el tiempo
local con una exactitud enorme. Calcula la distancia a través del
tiempo que tarda una señal en viajar desde el satélite hasta el
receptor. Para ello, los satélites llevan relojes atómicos muy precisos
cuya información se sitúa entre los códigos de transmisión. Conociendo
la distancia a varios satélites es fácil, por triangulación, conocer la
posición del receptor.
Los satélites orbitan a una velocidad de 14.000
km/h y a una altura
media de 20.000 km. La relatividad especial establece que un reloj que
se mueva a esa velocidad respecto a otro de la superficie terrestre, se
retrasará unos 7 microsegundos cada día; la teoría general explica por
qué, debido a la menor gravedad, ese mismo reloj se adelantará 45
microsegundos. El resultado neto será que el reloj del satélite habrá
avanzado 38 microsegundos más cada día que el reloj de superficie.
Para localizar un punto, el receptor calcula la
distancia que lo
separa de los satélites en función del instante en el que se emite la
señal y de la velocidad de la luz. Una precisión de 15 metros requiere
un error
en la medición del tiempo inferior a 50 nanosegundos, el tiempo que
tarda la luz en recorrer esa distancia. Una variación de 38
microsegundos por día, si no se compensa, causaría errores acumulados
de unos 11 kilómetros cada día. El sistema corrige estos errores
ajustando los relojes automáticamente; sin la corrección relativista,
dejaría de ser útil a los dos minutos de comenzar a funcionar. A
Einstein le debemos, pues, la exactitud de nuestros sistemas de
orientación.
El sistema ha tenido buena acogida y se ha
generalizado en
aplicaciones terrestres, marítimas, aéreas y espaciales. El G.P.S.
tiene hoy día un uso muy extendido: se utiliza en aviones, barcos,
coches y actividades deportivas. En un futuro sus aplicaciones serán
aún más importantes.
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