Sistemas de localización mediante satélites Jordi Mulet Alomar Cati Victoria Reynes Alcover David Roman Alcalde

Un sistema de localización por satélite sirve para localizar o posicionar con la mayor exactitud posible un receptor determinado. Actualmente hay tres de estos sistemas:

¿Por quien fue desarrollado? GPS ¿Qué es? El GPS (Global Positioning System: sistema de posicionamiento global) es un sistema global de navegacion por satelite que permite determinar en todo el mundo la posición de un objeto, una persona, un vehículo o una nave, con una precisión de unos pocos metros. ¿Por quien fue desarrollado? El sistema fue desarrollado, instalado y actualmente operado por el departamento de defensa de los Estados Unidos

¿Por qué esta compuesto? Esta compuesto por: Sistema de satélites: Está formado por 24 satélites con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie del globo terráqueo. La energía eléctrica que requieren para su funcionamiento la adquieren a partir de dos paneles compuestos de celdas solares adosados a sus costados. Estaciones terrestres: Envían información de control a los satélites para controlar las órbitas y realizar el mantenimiento de toda la constelación. Terminales receptores: Indican la posición en la que están; conocidas también como unidades GPS, son las que podemos adquirir en las tiendas especializadas.

¿Cómo funciona? El GPS funciona mediante una red de 24 satélites en órbita sobre el globo, a 20.200 Km., con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie de la Tierra. Cuando se desea determinar la posición, el receptor que se utiliza para ello localiza automáticamente como mínimo tres satélites de la red, de los que recibe unas señales indicando la identificación y la hora del reloj de cada uno de ellos. Con base en estas señales, el aparato sincroniza el reloj del GPS y calcula el tiempo que tardan en llegar las señales al equipo, y de tal modo mide la distancia, la cual se basa en determinar la distancia de cada satélite respecto al punto de medición. Conocidas las distancias, se determina fácilmente la propia posición relativa respecto a los tres satélites. Conociendo además las coordenadas o posición de cada uno de ellos por la señal que emiten, se obtiene la posición absoluta o coordenada reales del punto de medición.

¿Para que sirve? Los Sistemas de posicionamiento tienen múltiples aplicaciones: Localización exacta de puntos. Navegación terrestre, aérea y marítima. Para localización de enfermos, discapacitados y menores. Aplicaciones científicas en trabajos de campo. Geocaching, actividad deportiva consistente en buscar "tesoros" escondidos por otros usuarios. Para rastreo y recuperación de vehículos. Navegación deportiva. Deportes aéreos: parapente, ala delta, planeadores, etc. Sistemas de gestión y seguridad de flotas. Guiado de misiles y projectiles de diverso tipo. Busqueda y rescate. Reconocimiento y cartografía. Vigilancia de icebergs y magmas volcánicos. Detección de detonaciones nucleares. Crear rutas de trafico Entre muchas otras aplicaciones

GLONASS GLONASS es un Sistema Global de Navegación por Satélite desarrollado por Rusia y que representa la contrapartida al GPS estadounidense y al futuro Galileo europeo. Consta de una constelación de 24 satélites situados en tres planos orbitales con 8 satélites cada. La constelación de GLONASS se mueve en órbita alrededor de la tierra con una altitud de 19100 kilómetros y tarda aproximadamente 11 horas y 15 minutos en completar una órbita. El sistema está a cargo del Ministerio de Defensa de la Federación Rusa. Historia Los tres primeros satélites fueron colocados en órbita en octubre de 1982. El sistema fue pensado para ser funcional en el año 1991, pero la constelación no fue terminada hasta diciembre de 1995 y comenzó a ser operativo el 18 de enero de 1996. La situación económica de Rusia en los años 90 supuso que en abril de 2002 sólo 8 satélites estuvieran completamente operativos. En el 2004, 11 satélites se encontraban en pleno funcionamiento. A fines de 2007 son 19 los satélites operativos. Son necesarios 18 satélites para dar servicio a todo el territorio ruso y 24 para poder estar disponible el sistema en todo el mundo. En 2007, Rusia anunció que a partir de ese año se eliminan todas las restricciones de precisión en el uso de GLONASS, permitiendo así un uso comercial ilimitado.

Evolución del sistema GLONASS En agosto de 2001, el gobierno de la Federación Rusa adoptó un programa especial federal a largo plazo “Sistema Mundial de Navegación“ por 10 años. Los principales objetivos del programa son: Modernizar los satélites de navegación, comenzando con la segunda generación de satélites (GLONASS-M) que tienen más prestaciones y una vida útil de siete años. Después de 2007, remplazar gradualmente los satélites con los de la tercera generación (GLONASS-K) que, junto con unas mejores prestaciones y una vida útil de 10 a 12 años. Proveer al GLONASS con capacidades de Búsqueda y Salvamento. Los satélites de segunda generación GLONASS-M, además incorporar la nueva señal civil L2 (mejorando con esto la exactitud y fiabilidad de la navegación y mejora la inmunidad frente a interferencias en el receptor para uso civil), posee radio enlaces entre satélites para realizar el control en línea de la integridad del sistema y aumentar la duración de la operación autónoma de la constelación de satélites sin pérdida de la exactitud de navegación. Los satélites de tercera generación GLONASS-K tendrán parámetros de tamaño y masa considerablemente mejores. Su peso no excederá de 700 kg, lo que permitirá lanzar estos satélites empleando el cohete de lanzamiento Protón con seis satélites en un solo lanzamiento; a su vez, esto permitirá restablecer el segmento orbital en un corto período y el cohete de lanzamiento Soyuz, con dos satélites en un lanzamiento, permitirá mantener el segmento orbital en el futuro. Estas capacidades permitirán reducir varias veces los costos de despliegue y mantenimiento del segmento orbital del sistema GLONASS. El programa prevé también realizar tareas de investigación científica y de diseño experimental para el desarrollo de la nueva generación de satélites, a fin de modernizar el complejo de control de tierra del sistema GLONASS.

GALILEO Galileo es un sistema global de navegación por satélite desarrollado por la Unión Europea, con el objeto de evitar la dependencia de los sistemas GPS y GLONASS. Al contrario de estos dos, será de uso civil. El sistema se espera poner en marcha en 2014 con 24 satélites después de sufrir una serie de reveses técnicos y políticos para su puesta en marcha. Historia Inicialmente Galileo iba a estar disponible en el 2008, aunque el proyecto acumula ya tres años de retraso y no podrá comercializar sus primeros servicios hasta 2014, entre otros motivos, por distensiones entre los países participantes. El 28 de diciembre de 2005 se lanzó el satélite Giove-A (Galileo in-orbit validation element), primero de este sistema de localización por satélite, desde el cosmódromo de Baikonur, en Kazajistán. El segundo de los satélites de prueba, el Giove-B debería haberse lanzado en abril de 2006, pero por problemas con el ordenador a bordo, el lanzamiento fue retrasado hasta el pasado 25 de abril de 2008. Características técnicas y prestaciones Este Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS), además de prestar servicios de autonomía en radionavegación y ubicación en el espacio. El usuario podrá calcular su posición con un receptor que utilizará satélites de distintas constelaciones. Al ofrecer dos frecuencias en su versión estándar. Del mismo modo, los satélites Galileo, a diferencia de los que forman la malla GPS, estarán en órbitas ligeramente más inclinadas hacia los polos. De este modo sus datos serán más exactos en las regiones cercanas a los polos.

Servicios Servicio abierto (Open Service – OS) Orientado a aplicaciones para el público en general. Proveerá señales para proporcionar información precisa de tiempo y posicionamiento en forma gratuita. Cualquier usuario equipado con un receptor podrá acceder a este servicio, sin necesidad de ninguna autorización. La precisión de posición y la disponibilidad serán superiores a las de GPS y sus versiones futuras. El servicio abierto permitirá a los usuarios que posean receptores de uso corriente determinar su posición con un margen de error de unos pocos metros. Se estima que la mayoría de los receptores utilizarán señales conjuntas de Galileo y GPS, lo que ofrecerá a los usuarios una notable mejora en la prestación de servicios en áreas urbanas. Servicio para aplicaciones críticas (Safety-of-Life - SoL) Se utilizará para la mayoría de las aplicaciones de transporte donde la vida humana se podría poner en peligro si la prestación de los servicios del sistema de radionavegación se viera degradada sin notificación en tiempo real. Servicio Comercial (Commercial Service – CS) Estará orientado a aplicaciones de mercado que requieren un nivel de prestaciones superior que las que ofrece el servicio abierto. Brindará servicios de valor añadido a cambio del pago de un canon. Servicio público regulado (Public Regulated Service – PRS) Servicio "arbusto" y de acceso descontrolado para aplicaciones ornamentales. El servicio PRS será utilizado por usuarios tales como la policía y la aduana.

Servicio de búsqueda y salvamento (Search and Rescue Service – SAR) Este servicio brindará importantes mejoras al sistema de Búsqueda y Salvamento (SAR) existente, como por ejemplo: Recepción casi en tiempo real de mensajes de socorro transmitidos desde cualquier punto de la Tierra (el tiempo medio de espera es actualmente de una hora). Localización precisa de alertas. Características técnicas El sistema Galileo estará formado por una constelación mundial de 30 satélites en órbita terrestre media distribuidos en tres planos inclinados con un ángulo de 56° hacia el ecuador, a 23.616 km de altitud. Se van a distribuir diez satélites alrededor de cada plano y cada uno tardará 14 horas para completar la órbita de la Tierra. Cada plano tiene un satélite de reserva activo, capaz de reemplazar a cualquier satélite que falle en ese plano. Los satélites emplearán tecnologías de gran fiabilidad a la vez que innovadoras. El cuerpo rotará sobre el eje que mira a la Tierra para que sus paneles solares roten y apunten al Sol (generando un pico de energía de 1,5 Kw). Después de que se establezca la constelación inicial, los demás satélites que se lancen reemplazarán a los dañados y completarán el sistema a medida que la vida útil de los satélites originales se extinga. Dos centros de control Galileo, ubicados en Europa, controlarán la constelación y la sincronización de los cronómetros atómicos del satélite, el procesamiento de señales de integridad y el manejo de datos de todos los elementos internos y externos. Una red de comunicaciones dedicada de alcance mundial interconectará todas las estaciones y las instalaciones terrestres mediante enlaces terrestres y satelitales (VSAT).

El futuro de la distribución de la información En la actualidad la información llega a nosotros a través de diversos medios: televisión, modem, teléfono móvil, etc. Los avances tecnológicos actuales hacen prever que, en un futuro cercano, todos estos canales de información pueden quedar reducidos a uno o dos. -Red telefónica: Red telefónica. Tiene la ventaja de que existe en casi todos los hogares y que no es necesario tender nuevos cables para llegar a un gran número de usuarios. Los nuevos sistemas ADSL permiten velocidades de muchos megabits por segundo. Nuevos estudios auguran que será posible superar los 50 Mbps. Esto permitiría distribuir vídeo y televisión por la red telefónica. -Telefonía móvil: La emisión de audio o vídeo a través de los teléfonos móviles presenta la gran ventaja de la portabilidad: podemos obtener información en cualquier punto a través de nuestro teléfono móvil. -Televisión clásica (por antena): Es una técnica muy extendida y conocida. Además, los nuevos televisores ya admiten la señal digital emitida por las emisoras, con mejor calidad y sin ruidos ni interferencias. El problema que presenta es que no permite interactividad; no hay medio de que el usuario interactúe con la emisora a través de la propia antena del receptor. Esta interacción se realiza a través del teléfono fijo o, más frecuentemente, mediante un teléfono móvil, con mensajes SMS. -Videoconsolas: Las videoconsolas modernas son verdaderos centra de ocio, con capacidad para almacenar fotos y música, navegar por Internet. -Televisión por cable: Se utiliza la señal de televisión mediante un cable que llega hasta los hogares. Puede permitir anchos de banda muy grandes, superiores a las líneas ADSL. El problema es que se necesita llegar con cable a todos y cada uno de los hogares, y este despliegue es caro. Además, los centros escasamente poblados tienen pocas posibilidades de beneficiarse de esta tecnología, ya no es muy rentable llevar el cable a zonas con pocos habitantes.

Cuestiones 1-¿Qué es un sistema de localización? 2-¿Para qué sirven los sistemas de localización por satélite? 3-¿Cuántos satélites tienen cada sistema? 4-¿Qué aplicaciones tiene el GPS? 5-¿Para qué función se desarrollo en un principio el GPS? 6-¿Que países participan en cada sistema? 7-¿En qué año se prevé que funcione el galileo? 8-¿Qué permitirán los avances tecnológicos en el futuro referente a la distribución de información?

Respuestas 1-Es un sistema que sirve para localizar o posicionar con la mayor exactitud posible un receptor determinado. 2-Sirven para localizar o posicionar con la mayor exactitud posible un receptor determinado. 3-Gps: 24 Satélites. Galileo: 24 Satélites. GLONASS: 24 Satélites. 4-Localización exacta de puntos. Navegación terrestre, aérea y marítima. Para localización de enfermos, discapacitados y menores. Aplicaciones científicas en trabajos de campo. 5-Para el uso militar. 6-GPS: Estados Unidos. Galileo: Europa. GLONASS: Rusia. 7-En 2014. 8-Que todos los canales de distribución vayan en un solo aparato.