SISTEMAS DE POSICIONAMIENTO POR SATÉLITE
En la actualidad, existen diferentes sistemas que permiten obtener la posición de un receptor por medio de satélites:
GPS
GLONASS
Sistemas SBAS
GALILEO
Métodos basados en telefonía celular
GPS
Origen del GPS
El Global Positioning System (GPS) o Sistema de Posicionamiento Global originalmente llamado NAVSTAR, es un Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) que permite determinar en todo el mundo la posición de una persona, un vehículo o una nave, con una desviación de muy pocos metros. El sistema fue desarrollado e instalado en la década de los 80 por la armada de Estados Unidos y actualmente es operado, por el Departamento de Defensa de este país.
Su funcionamiento está basado en la recepción y procesamiento de las informaciones emitidas por una constelación de 24 satélites (NAVSTAR), ubicados en diferentes órbitas a unos 20.000 kilómetros por encima de la superficie terrestre.
Cada satélite da dos vueltas diarias al planeta, una cada doce horas. Las trayectorias y la velocidad orbital han sido calculadas para que formen una especie de red alrededor de la tierra (debe de haber en todo momento cinco satélites a la vista en cualquier zona), de manera que un receptor GPS a cualquier hora del día o de la noche, en cualquier lugar, con independencia de las condiciones meteorológicas, pueda facilitar la posición que ocupa al captar y procesar las señales emitidas por un mínimo de tres satélites.
Cada satélite de la constelación GPS emite continuamente dos códigos de datos diferentes en formato digital. Estos datos son transmitidos por medio de señales de radio.
Uno de los códigos está reservado para uso exclusivamente militar (CÓDIGO P) y no puede ser captado por los receptores GPS civiles. El otro código (CÓDIGO SPS) de uso civil, transmite dos series de datos conocidas como ALMANAQUE y EFEMÉRIDES. Los datos ofrecidos por el almanaque y las efemérides informan sobre el estado operativo de funcionamiento del satélite, su situación orbital, la fecha y la hora. Todos los receptores GPS "civiles" están sintonizados con este código. Se emite en la frecuencia de 1.575,42 Mhz.
Un receptor GPS debe disponer en su memoria del almanaque y las efemérides actualizadas (si no lo están se actualizarán automáticamente en poco tiempo, cuando el receptor sintonice las señales emitidas por un mínimo de tres satélites), de esta manera sabrá donde buscar los satélites en el firmamento.
Cuando se desea determinar la posición, el aparato receptor localiza automáticamente como mínimo tres satélites de la red, de los que recibe unas señales indicando la posición y el reloj de cada uno de ellos. En base a estas
señales, el aparato sincroniza el reloj del GPS y calcula el retraso de las mismas, es decir, la distancia al satélite. Por "triangulación" calcula la posición en que éste se encuentra. La triangulación consiste en averiguar el ángulo de cada una de las tres señales respecto al punto de medición. Conocidos los tres ángulos 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 coordenadas reales del punto de medición.
Elementos que lo componen
1. Segmento espacial o Sistema de satélites: Formado por 21 unidades operativas y 3 de repuesto en órbita sobre la tierra a 20.200 km con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie del globo y que se abastecen de energía solar.
2. Segmento de control, estaciones terrestres: Son 5 estaciones terrestres que envían información de control a los satélites para verificar las órbitas y realizar el mantenimiento de toda la constelación.
3. Segmento de usuario o terminales receptores: que nos indican la posición en la que estamos, conocidas también como Unidades GPS.
Fiabilidad de los datos
1. Debido al carácter militar del sistema GPS, el Departamento de Defensa de los Estados Unidos se reserva la posibilidad de incluir un cierto grado de error aleatorio que puede variar de los 15 a los 100 metros. La llamada Disponibilidad selectiva (S/A)1 fue eliminada el 2 de mayo de 2000.
2. Aunque actualmente no se aplique tal error inducido, el GPS ofrece por sí solo una precisión aproximada de entre 0 y 15 metros.
Fuentes de error
Al igual que cualquier observación de topografía clásica, una observación GPS o GLONASS está sometida a varias fuentes de error que se pueden minimizar o modelar según los equipos y metodología de observación que utilicemos.
Estos errores pueden ser clasificados en tres grupos: los errores relativos al satélite, los errores relativos a la propagación de la señal en el medio, y los errores relativos al receptor.
Errores relativos al Satélite
1. Errores orbitales. Los datos de la órbita del satélite no son completamente precisos.
2. Número de satélites visibles insuficientes, etc.
Errores en la propagación de la señal
1. Retraso de la señal en la ionosfera y troposfera. Refracción ionosférica. Refracción troposférica.
2. S/A. Disponibilidad Selectiva.
La Disponibilidad Selectiva es una degradación intencionada de la señal GPS con el fin de evitar la excesiva precisión de los receptores GPS comerciales modernos. Este error fue introducido por el Departamento de Defensa estadounidense con objeto de impedir que el sistema fuese utilizado con fines no pacíficos.
Con ello se conseguía limitar la precisión horizontal a unos valores de entre 15-100 metros y 156 metros en la vertical en los modelos civiles, no viéndose afectado a los receptores militares de EUA y sus aliados al poder decodificar este error.
El desarrollo de nuevas técnicas que corregían estos desfases (uso combinado del sistema NAVSTAR estadounidense y el GLONASS ruso, este último sin recortes en la precisión), la concepción de nuevos Sistemas Globales de Navegación por Satélite (EGNOS/WAAS/MSAS, el Galileo europeo, etc.) y la dependencia cada vez mayor del GPS por parte de la población civil hizo que la Disponibilidad Selectiva fuese eliminada el 2 de mayo de 2000 por el presidente Bill Clinton.
3. Señal multirruta (multipath), producida por múltiples reflexiones de la señal emitida por el satélite en superficies cercanas al receptor como edificios, vehículos, árboles o montañas cercanos.
Errores relativos al receptor
1. Error en las coordenadas del punto de referencia.
2. Error en la manipulación del equipo.
3. Variación y desfase del centro de la antena.
4. Errores locales en el reloj del GPS.
GPS diferencial
DGPS (Differential GPS) o GPS diferencial es un sistema que proporciona a los receptores de GPS correcciones a los datos recibidos de los satélites GPS.
Estas correcciones, una vez aplicadas, proporcionan una mayor precisión en la posición calculada.
Existen varias formas de obtener las correcciones DGPS. Las más usadas son:
1. Recibidas por radio a través de algún canal preparado para ello, como el RDS en una emisora de FM.
2. Descargadas de Internet con una conexión inalámbrica.
3. Proporcionadas por algún sistema de satélites diseñado para tal efecto. Son los denominados Sistemas SBAS.
GLONASS
La antigua Unión Soviética tenía un sistema similar al GPS llamado GLONASS, ahora gestionado por la Federación Rusa.
GLONASS es el acrónimo de GLobal Orbiting NAvigation Satellite System. El sistema consta de 21 satélites, situados en tres planos orbitales, a 19.100 km de altura. Los satélites emiten señales en dos bandas, en frecuencias de 1.250 y 1.610 Mhz. La precisión que se obtiene es de unos 100 m para aplicaciones civiles.
GALILEO
Galileo, es un Sistema Global de Navegación por Satélite desarrollado por la Unión Europea (UE), para evitar la dependencia de los sistemas GPS y GLONASS. El sistema Galileo no entrará en funcionamiento hasta 2008. De momento en abril de 2004 ha entrado en funcionamiento el "sistema Egnos".
SISTEMAS SBAS
Basados en los sistemas GPS y GLONASS, han aparecido los sistemas SBAS (Satellite Base Augmentation Systems) o Sistemas de Aumento Basados en Satélites. Parten de los sistemas de satélite, pero incorporan nuevos elementos que mejoran las prestaciones del sistema, como es la precisión, así como la garantía de la señal en todo momento.
Existen diferentes sistemas SBAS, como son el EGNOS europeo, el WAAS en Estados Unidos, el MSAT de Japón o los sistemas GBAS de ámbito local. La filosofía de estos sistemas es que las correcciones diferenciales se envían a los satélites, que las distribuyen a todos los receptores.
EGNOS
El sistema EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay System) es un sistema de navegación por satélite bajo el desarrollo de la Agencia Espacial Europea, la Comisión Europea y EUROCONTROL. Como se indicó con anterioridad está ideado como un complemento para las redes GPS y GLONASS para proporcionar una mayor precisión y seguridad en las señales, permitiendo una precisión en la posición menor de dos metros.
Consiste en una red de tres satélites geoestacionarios y otra de estaciones terrestres encargadas de monitorizar los errores en las señales de GPS y actualizar los mensajes de corrección enviados por EGNOS.
INCONVENIENTES DE LOS SISTEMAS DE LOCALIZACIÓN POR SATÉLITE
Los inconvenientes más relevantes son:
• El GPS no puede ser utilizado en obras subterráneas y a cielo cerrado.
• Tiene dificultades de uso en zonas urbanas, cerradas, con altos edificios y zonas arboladas y boscosas, debido a las continuas pérdidas de la señal de los satélites. Este problema, no obstante, se está solucionando, y de forma
satisfactoria, con el uso combinado de las constelaciones GPS y GLONASS para mantener siempre cinco o más satélites sobre el horizonte.
• El desconocimiento del sistema. El sistema de posicionamiento por satélite es una gran herramienta, y de fácil uso, pero ello no lleva consigo eximirse de su conocimiento y del tratamiento de sus observables correctamente, ya que de lo contrario, se pueden obtener resultados poco satisfactorios en precisión y rendimiento.
APLICACIONES
Son muchas las aplicaciones actuales de los sistemas GPS, entre otras:
Estudio de fenómenos atmosféricos
Localización y navegación en regiones inhóspitas
Modelos geológicos y topográficos
Ingeniería civil
Sistemas de alarma automática
Navegación y control de flotas de vehículos
Sistemas de aviación civil
Sistemas de información geográfica.
Y, por supuesto para la defensa, por los servicios militares.
…
MÉTODOS BASADOS EN TELEFONÍA MÓVIL
La red de telefonía móvil o celular consiste en un sistema telefónico en el que mediante la combinación de una red de estaciones transmisoras-receptoras de radio (estaciones base) y una serie de centrales telefónicas de conmutación, se posibilita la comunicación entre terminales telefónicos celulares (teléfonos móviles) o entre terminales celulares y teléfonos de la red fija tradicional.
El empleo de la palabra celular referido a la telefonía móvil, deriva del hecho de que las estaciones base, que enlazan vía radio los teléfonos móviles con los controladores de estaciones base, están dispuestas en forma de una malla, formando células o celdas (teóricamente como un panal de abejas). Así, cada estación base está situada en un nudo de estas células y tiene asignado un grupo de frecuencias de transmisión y recepción propio.
La red de telefonía móvil actual es una red digital. En esta red la comunicación se realiza mediante señales digitales, lo que permite optimizar tanto el aprovechamiento de las bandas de radiofrecuencia como la calidad de transmisión. Su exponente más significativo en el ámbito público es el estándar GSM y su tercera generación, UMTS.
Localización GSM
La localización GSM es un servicio ofrecido por las empresas operadoras de telefonía móvil que permite determinar, con una cierta precisión, donde se encuentra físicamente un terminal móvil determinado.
Se emplean varios métodos para la localización GSM. El más simple se basa en el Cell ID o identificador de celda. El sistema conoce la celda en la que se encuentra el teléfono móvil y por tanto puede estimar su posición.
Otros métodos emplean el sistema GSM en combinación o asistido por GPS. Con este sistema se logra una mayor precisión en la localización.
En cuanto a la tecnología UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), es el sistema de telecomunicaciones móviles de tercera generación, que evoluciona desde GSM. Se espera que tenga un papel primordial en las telecomunicaciones multimedia inalámbricas de alta calidad.
Las características principales de este sistema en cuanto a localización son:
1. Integra transmisión terrestre y por satélite lo que da como resultado una movilidad sin solución de continuidad.
2. Acceso rápido global: La cobertura es total porque el enlace radio incluye también las prestaciones ofrecidas por las transmisiones vía satélite.
3. Un terminal puede estar conectado a varios Nodos B a la vez: lo que le permite trabajar con dos antenas a la vez.
4. Capacidad para determinar la posición: El hecho de que las antenas puedan hacer triangulaciones da como resultado la posibilidad de ubicar a cualquier terminal en un espacio de unos cincuenta metros de lado.
Todos los sistemas basados en telefonía celular tienen la ventaja de que pueden funcionar en zonas cerradas, como el interior de edificios, túneles, etc., debido a que no necesitan tener a la vista a los satélites, como es el caso del GPS. Sin embargo, tienen zonas en las que no existe cobertura, como zonas rurales. Es por esto que la combinación de los dos sistemas puede ser el complemento perfecto para los sistemas de localización. El GPS funciona bien en zonas en las que no existe cobertura GSM, mientras que éste funciona correctamente en sitios
cubiertos o en zonas de sombra de los satélites. Si tenemos en cuenta que la tecnología UMTS integra los dos sistemas, es posible que pueda ser una buena solución de futuro para la localización y navegación asistida.
GIS Y LAS CARTOGRAFÍAS NAVEGABLES
Precisamente una de las aplicaciones de los sistemas de navegación por satélite, consiste en su utilización para la obtención de los datos geográficos que se utilizan en la formación y actualización de las bases de datos georeferenciadas y la cartografía de un Sistema de Información Geográfica.
En la actualidad, los sistemas de cartografía tradicionales, basados en mapas dibujados sobre papel, se han ido sustituyendo cada vez más por aplicaciones informáticas. Estas aplicaciones informáticas denominadas GIS (Geographical Information System o Sistemas de Información Geográfica) son capaces de manejar información territorial, tales como domicilios, parcelas, o bien coordenadas de longitud y latitud, representando o simulando una realidad.
Un GIS en sentido completo gestiona una base de datos espacial. Permite la creación y estructuración de los datos partiendo de fuentes de información como los mapas, la teledetección, bases de datos existentes, etc. Además de posibilitar el análisis, visualización y edición en mapas de la base de datos, un GIS cuenta con herramientas que permiten crear nuevos datos derivados de los existentes. En este momento los mapas no solo pueden visualizarse, sino que se puede acceder a multitud de información sobre ellos, almacenados en una o varias tablas de una base de datos y tomar decisiones en consecuencia.
Un caso particular de estas cartografías son las que se refieren a las redes de carreteras, y entre ellas destacamos las denominadas cartografías navegables.
Estas bases de datos cartográficas son las que permiten la navegación a través de móviles, PDA’s y navegadores.
En la actualidad, existen diferentes sistemas que permiten obtener la posición de un receptor por medio de satélites:
GPS
GLONASS
Sistemas SBAS
GALILEO
Métodos basados en telefonía celular
GPS
Origen del GPS
El Global Positioning System (GPS) o Sistema de Posicionamiento Global originalmente llamado NAVSTAR, es un Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) que permite determinar en todo el mundo la posición de una persona, un vehículo o una nave, con una desviación de muy pocos metros. El sistema fue desarrollado e instalado en la década de los 80 por la armada de Estados Unidos y actualmente es operado, por el Departamento de Defensa de este país.
Su funcionamiento está basado en la recepción y procesamiento de las informaciones emitidas por una constelación de 24 satélites (NAVSTAR), ubicados en diferentes órbitas a unos 20.000 kilómetros por encima de la superficie terrestre.
Cada satélite da dos vueltas diarias al planeta, una cada doce horas. Las trayectorias y la velocidad orbital han sido calculadas para que formen una especie de red alrededor de la tierra (debe de haber en todo momento cinco satélites a la vista en cualquier zona), de manera que un receptor GPS a cualquier hora del día o de la noche, en cualquier lugar, con independencia de las condiciones meteorológicas, pueda facilitar la posición que ocupa al captar y procesar las señales emitidas por un mínimo de tres satélites.
Cada satélite de la constelación GPS emite continuamente dos códigos de datos diferentes en formato digital. Estos datos son transmitidos por medio de señales de radio.
Uno de los códigos está reservado para uso exclusivamente militar (CÓDIGO P) y no puede ser captado por los receptores GPS civiles. El otro código (CÓDIGO SPS) de uso civil, transmite dos series de datos conocidas como ALMANAQUE y EFEMÉRIDES. Los datos ofrecidos por el almanaque y las efemérides informan sobre el estado operativo de funcionamiento del satélite, su situación orbital, la fecha y la hora. Todos los receptores GPS "civiles" están sintonizados con este código. Se emite en la frecuencia de 1.575,42 Mhz.
Un receptor GPS debe disponer en su memoria del almanaque y las efemérides actualizadas (si no lo están se actualizarán automáticamente en poco tiempo, cuando el receptor sintonice las señales emitidas por un mínimo de tres satélites), de esta manera sabrá donde buscar los satélites en el firmamento.
Cuando se desea determinar la posición, el aparato receptor localiza automáticamente como mínimo tres satélites de la red, de los que recibe unas señales indicando la posición y el reloj de cada uno de ellos. En base a estas
señales, el aparato sincroniza el reloj del GPS y calcula el retraso de las mismas, es decir, la distancia al satélite. Por "triangulación" calcula la posición en que éste se encuentra. La triangulación consiste en averiguar el ángulo de cada una de las tres señales respecto al punto de medición. Conocidos los tres ángulos 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 coordenadas reales del punto de medición.
Elementos que lo componen
1. Segmento espacial o Sistema de satélites: Formado por 21 unidades operativas y 3 de repuesto en órbita sobre la tierra a 20.200 km con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie del globo y que se abastecen de energía solar.
2. Segmento de control, estaciones terrestres: Son 5 estaciones terrestres que envían información de control a los satélites para verificar las órbitas y realizar el mantenimiento de toda la constelación.
3. Segmento de usuario o terminales receptores: que nos indican la posición en la que estamos, conocidas también como Unidades GPS.
Fiabilidad de los datos
1. Debido al carácter militar del sistema GPS, el Departamento de Defensa de los Estados Unidos se reserva la posibilidad de incluir un cierto grado de error aleatorio que puede variar de los 15 a los 100 metros. La llamada Disponibilidad selectiva (S/A)1 fue eliminada el 2 de mayo de 2000.
2. Aunque actualmente no se aplique tal error inducido, el GPS ofrece por sí solo una precisión aproximada de entre 0 y 15 metros.
Fuentes de error
Al igual que cualquier observación de topografía clásica, una observación GPS o GLONASS está sometida a varias fuentes de error que se pueden minimizar o modelar según los equipos y metodología de observación que utilicemos.
Estos errores pueden ser clasificados en tres grupos: los errores relativos al satélite, los errores relativos a la propagación de la señal en el medio, y los errores relativos al receptor.
Errores relativos al Satélite
1. Errores orbitales. Los datos de la órbita del satélite no son completamente precisos.
2. Número de satélites visibles insuficientes, etc.
Errores en la propagación de la señal
1. Retraso de la señal en la ionosfera y troposfera. Refracción ionosférica. Refracción troposférica.
2. S/A. Disponibilidad Selectiva.
La Disponibilidad Selectiva es una degradación intencionada de la señal GPS con el fin de evitar la excesiva precisión de los receptores GPS comerciales modernos. Este error fue introducido por el Departamento de Defensa estadounidense con objeto de impedir que el sistema fuese utilizado con fines no pacíficos.
Con ello se conseguía limitar la precisión horizontal a unos valores de entre 15-100 metros y 156 metros en la vertical en los modelos civiles, no viéndose afectado a los receptores militares de EUA y sus aliados al poder decodificar este error.
El desarrollo de nuevas técnicas que corregían estos desfases (uso combinado del sistema NAVSTAR estadounidense y el GLONASS ruso, este último sin recortes en la precisión), la concepción de nuevos Sistemas Globales de Navegación por Satélite (EGNOS/WAAS/MSAS, el Galileo europeo, etc.) y la dependencia cada vez mayor del GPS por parte de la población civil hizo que la Disponibilidad Selectiva fuese eliminada el 2 de mayo de 2000 por el presidente Bill Clinton.
3. Señal multirruta (multipath), producida por múltiples reflexiones de la señal emitida por el satélite en superficies cercanas al receptor como edificios, vehículos, árboles o montañas cercanos.
Errores relativos al receptor
1. Error en las coordenadas del punto de referencia.
2. Error en la manipulación del equipo.
3. Variación y desfase del centro de la antena.
4. Errores locales en el reloj del GPS.
GPS diferencial
DGPS (Differential GPS) o GPS diferencial es un sistema que proporciona a los receptores de GPS correcciones a los datos recibidos de los satélites GPS.
Estas correcciones, una vez aplicadas, proporcionan una mayor precisión en la posición calculada.
Existen varias formas de obtener las correcciones DGPS. Las más usadas son:
1. Recibidas por radio a través de algún canal preparado para ello, como el RDS en una emisora de FM.
2. Descargadas de Internet con una conexión inalámbrica.
3. Proporcionadas por algún sistema de satélites diseñado para tal efecto. Son los denominados Sistemas SBAS.
GLONASS
La antigua Unión Soviética tenía un sistema similar al GPS llamado GLONASS, ahora gestionado por la Federación Rusa.
GLONASS es el acrónimo de GLobal Orbiting NAvigation Satellite System. El sistema consta de 21 satélites, situados en tres planos orbitales, a 19.100 km de altura. Los satélites emiten señales en dos bandas, en frecuencias de 1.250 y 1.610 Mhz. La precisión que se obtiene es de unos 100 m para aplicaciones civiles.
GALILEO
Galileo, es un Sistema Global de Navegación por Satélite desarrollado por la Unión Europea (UE), para evitar la dependencia de los sistemas GPS y GLONASS. El sistema Galileo no entrará en funcionamiento hasta 2008. De momento en abril de 2004 ha entrado en funcionamiento el "sistema Egnos".
SISTEMAS SBAS
Basados en los sistemas GPS y GLONASS, han aparecido los sistemas SBAS (Satellite Base Augmentation Systems) o Sistemas de Aumento Basados en Satélites. Parten de los sistemas de satélite, pero incorporan nuevos elementos que mejoran las prestaciones del sistema, como es la precisión, así como la garantía de la señal en todo momento.
Existen diferentes sistemas SBAS, como son el EGNOS europeo, el WAAS en Estados Unidos, el MSAT de Japón o los sistemas GBAS de ámbito local. La filosofía de estos sistemas es que las correcciones diferenciales se envían a los satélites, que las distribuyen a todos los receptores.
EGNOS
El sistema EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay System) es un sistema de navegación por satélite bajo el desarrollo de la Agencia Espacial Europea, la Comisión Europea y EUROCONTROL. Como se indicó con anterioridad está ideado como un complemento para las redes GPS y GLONASS para proporcionar una mayor precisión y seguridad en las señales, permitiendo una precisión en la posición menor de dos metros.
Consiste en una red de tres satélites geoestacionarios y otra de estaciones terrestres encargadas de monitorizar los errores en las señales de GPS y actualizar los mensajes de corrección enviados por EGNOS.
INCONVENIENTES DE LOS SISTEMAS DE LOCALIZACIÓN POR SATÉLITE
Los inconvenientes más relevantes son:
• El GPS no puede ser utilizado en obras subterráneas y a cielo cerrado.
• Tiene dificultades de uso en zonas urbanas, cerradas, con altos edificios y zonas arboladas y boscosas, debido a las continuas pérdidas de la señal de los satélites. Este problema, no obstante, se está solucionando, y de forma
satisfactoria, con el uso combinado de las constelaciones GPS y GLONASS para mantener siempre cinco o más satélites sobre el horizonte.
• El desconocimiento del sistema. El sistema de posicionamiento por satélite es una gran herramienta, y de fácil uso, pero ello no lleva consigo eximirse de su conocimiento y del tratamiento de sus observables correctamente, ya que de lo contrario, se pueden obtener resultados poco satisfactorios en precisión y rendimiento.
APLICACIONES
Son muchas las aplicaciones actuales de los sistemas GPS, entre otras:
Estudio de fenómenos atmosféricos
Localización y navegación en regiones inhóspitas
Modelos geológicos y topográficos
Ingeniería civil
Sistemas de alarma automática
Navegación y control de flotas de vehículos
Sistemas de aviación civil
Sistemas de información geográfica.
Y, por supuesto para la defensa, por los servicios militares.
…
MÉTODOS BASADOS EN TELEFONÍA MÓVIL
La red de telefonía móvil o celular consiste en un sistema telefónico en el que mediante la combinación de una red de estaciones transmisoras-receptoras de radio (estaciones base) y una serie de centrales telefónicas de conmutación, se posibilita la comunicación entre terminales telefónicos celulares (teléfonos móviles) o entre terminales celulares y teléfonos de la red fija tradicional.
El empleo de la palabra celular referido a la telefonía móvil, deriva del hecho de que las estaciones base, que enlazan vía radio los teléfonos móviles con los controladores de estaciones base, están dispuestas en forma de una malla, formando células o celdas (teóricamente como un panal de abejas). Así, cada estación base está situada en un nudo de estas células y tiene asignado un grupo de frecuencias de transmisión y recepción propio.
La red de telefonía móvil actual es una red digital. En esta red la comunicación se realiza mediante señales digitales, lo que permite optimizar tanto el aprovechamiento de las bandas de radiofrecuencia como la calidad de transmisión. Su exponente más significativo en el ámbito público es el estándar GSM y su tercera generación, UMTS.
Localización GSM
La localización GSM es un servicio ofrecido por las empresas operadoras de telefonía móvil que permite determinar, con una cierta precisión, donde se encuentra físicamente un terminal móvil determinado.
Se emplean varios métodos para la localización GSM. El más simple se basa en el Cell ID o identificador de celda. El sistema conoce la celda en la que se encuentra el teléfono móvil y por tanto puede estimar su posición.
Otros métodos emplean el sistema GSM en combinación o asistido por GPS. Con este sistema se logra una mayor precisión en la localización.
En cuanto a la tecnología UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), es el sistema de telecomunicaciones móviles de tercera generación, que evoluciona desde GSM. Se espera que tenga un papel primordial en las telecomunicaciones multimedia inalámbricas de alta calidad.
Las características principales de este sistema en cuanto a localización son:
1. Integra transmisión terrestre y por satélite lo que da como resultado una movilidad sin solución de continuidad.
2. Acceso rápido global: La cobertura es total porque el enlace radio incluye también las prestaciones ofrecidas por las transmisiones vía satélite.
3. Un terminal puede estar conectado a varios Nodos B a la vez: lo que le permite trabajar con dos antenas a la vez.
4. Capacidad para determinar la posición: El hecho de que las antenas puedan hacer triangulaciones da como resultado la posibilidad de ubicar a cualquier terminal en un espacio de unos cincuenta metros de lado.
Todos los sistemas basados en telefonía celular tienen la ventaja de que pueden funcionar en zonas cerradas, como el interior de edificios, túneles, etc., debido a que no necesitan tener a la vista a los satélites, como es el caso del GPS. Sin embargo, tienen zonas en las que no existe cobertura, como zonas rurales. Es por esto que la combinación de los dos sistemas puede ser el complemento perfecto para los sistemas de localización. El GPS funciona bien en zonas en las que no existe cobertura GSM, mientras que éste funciona correctamente en sitios
cubiertos o en zonas de sombra de los satélites. Si tenemos en cuenta que la tecnología UMTS integra los dos sistemas, es posible que pueda ser una buena solución de futuro para la localización y navegación asistida.
GIS Y LAS CARTOGRAFÍAS NAVEGABLES
Precisamente una de las aplicaciones de los sistemas de navegación por satélite, consiste en su utilización para la obtención de los datos geográficos que se utilizan en la formación y actualización de las bases de datos georeferenciadas y la cartografía de un Sistema de Información Geográfica.
En la actualidad, los sistemas de cartografía tradicionales, basados en mapas dibujados sobre papel, se han ido sustituyendo cada vez más por aplicaciones informáticas. Estas aplicaciones informáticas denominadas GIS (Geographical Information System o Sistemas de Información Geográfica) son capaces de manejar información territorial, tales como domicilios, parcelas, o bien coordenadas de longitud y latitud, representando o simulando una realidad.
Un GIS en sentido completo gestiona una base de datos espacial. Permite la creación y estructuración de los datos partiendo de fuentes de información como los mapas, la teledetección, bases de datos existentes, etc. Además de posibilitar el análisis, visualización y edición en mapas de la base de datos, un GIS cuenta con herramientas que permiten crear nuevos datos derivados de los existentes. En este momento los mapas no solo pueden visualizarse, sino que se puede acceder a multitud de información sobre ellos, almacenados en una o varias tablas de una base de datos y tomar decisiones en consecuencia.
Un caso particular de estas cartografías son las que se refieren a las redes de carreteras, y entre ellas destacamos las denominadas cartografías navegables.
Estas bases de datos cartográficas son las que permiten la navegación a través de móviles, PDA’s y navegadores.