La recepción de Hora por GPS

EL SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL.

GPS (Global Positioning System) es un sistema de navegación basado en satélite y formado por una red de 24 satélites puestos en órbita por el departamento de defensa de los estados unidos. El sistema GPS fue pensado inicialmente para aplicaciones militares, pero en los años 80, el gobierno hizo que estuviera disponible para uso civil. GPS funciona las 24 horas del día, en cualquier parte del mundo, y en cualquier condición meteorológica.

Funcionamiento general del GPS.

Los satélites GPS dan la vuelta a la tierra dos veces al día en una órbita muy precisa, y al mismo tiempo transmite señales de información al planeta. Los receptores GPS cogen esta información y calculan la localización exacta del usuario. En esencia, este receptor GPS compara el tiempo que una señal ha sido transmitida por un satélite con el tiempo que ha sido recibida. La diferencia en el tiempo le dice al receptor a cuanta distancia está el satélite. Midiendo algunas distancias más de otros satélites, el receptor puede determinar la posición del usuario y mostrarlo en una unidad de mapa electrónico.

Un receptor GPS tiene que comunicar con al menos 3 satélites para calcular una posición en dos dimensiones, que serían latitud y longitud, también el movimiento. A partir de cuatro satélites, el receptor puede determinar la posición en 3 dimensiones que serían, latitud, longitud y altitud. Una vez que se establece donde se encuentra el usuario, la unidad GPS puede calcular otra información, como velocidad, trazas, distancias, distancia a destinos, horarios, etc.

Precisión de posicionamiento.

Hoy en día, los receptores GPS son muy precisos, gracias a su diseño paralelo multi-canal. Ciertos factores atmosféricos y otras fuentes de error, pueden afectar la precisión del sistema GPS, dependiendo del receptor. Esta precisión puede variar entre 2 y 15 metros aunque existen sistemas de corrección que pueden corregir estas medidas. Una persona manejando un navegador GPS puede confiar enteramente en la información que está recibiendo.

El sistema de satélites GPS

Los 24 satélites que forman la red GPS, orbitan a unos 20.000 kilómetros por encima de nosotros y están en constante movimiento, realizando dos órbitas en menos de 24 horas. Estos satélites viajan a una velocidad de unos 11.000 Kilómetros por hora. Los satélites GPS se alimentan por energía solar, aunque disponen de baterías en caso de que ocurra cualquier inconveniente inesperado. Unos pequeños cohetes adheridos al satélite los mantienen volando en el camino correcto.

Algunos datos interesantes sobre estos satélites son:

•    El primer satélite GPS fue lanzado en 1978.

•    Cada satélite es construido para que dure unos 10 años. Se están continuamente reemplazando y lanzando dispositivos en órbita.

•    Un satélite GPS pesa unos 900 Kilos y mide 5 metros con los paneles solares extendidos.

•    Los 24 satélites estuvieron todos en órbita en 1994.

¿Qué es exactamente la señal que utiliza?

Los satélites GPS transmiten 2 señales llamadas L1 y L2. Los usuarios la frecuencia L1 de 1575 MHz en la banda UHF. La señal puede pasar por nubes, cristales o plásticos pero no podrá por objetos más sólidos como edificios o montañas.

Una señal GPS contiene tres bits de información diferentes – un código pseudorandum, efemérides y almanac. El código pseudorandum es simplemente un identificador para saber cual satélite está transmitiendo información. Efemérides le dice al receptor GPS donde debería estar cada satélite a cualquier hora durante el día. Cada satélite transmite este tipo de señal señalando su información de órbita y las órbitas de los otros satélites. Los datos almanac contienen importante información sobre el estado del satélite, fecha y hora. Es esencial para determinar una posición.

La hora y fecha GPS.

Actualmente el Gps es el sistema mas simple se obtener la hora con una muy alta precisión en cualquier lugar donde nos encontremos. De hecho el principio GPS se basa en el mantenimiento de la hora con una fenomenal precisión.

Cada satélite posee cuatro relojes atomicos: dos de cesio y dos de rubidio. El conjunto de estos relojes y de todos los existentes en las estaciones de seguimiento de control se denomina reloj compuesto CC, (composite clock). El reloj compuesto fue establecido el 17 de junio de 1990 a las 0 horas. Utiliza como referencia un reloj patrón situado en el US Naval observatory (USNO). La tolerancia de ese reloj ha sido establecida en un microsegundo. No obstante durante los últimos años, la variación del reloj compuesto solo ha cambiado algunas decimas de microsegundo. El reloj de cada satélite está constantemente controlado por las estaciones terrestres.

La hora exacta puede deducirse de las señales de cuatro satélites. Cuando se conoce perfectamente la altitud bastan tres satélites para determinar la hora. Si conocemos exactamente la posición, por ejemplo gracias a una estación fija, un solo satélite permite conocer la hora exacta con un error inferior a un microsegundo.

Tiempo UTC.

Al establecer el tiempo GPS fue estrictamente igual al tiempo UTC (Universal Time Coordinate, antes hora GMT), actualmente eso ya no es así. Debido a la desaceleración de la tierra la hora UTC debe corregirse periódicamente.

Cuando se requiere una corrección, lo cual ocurre aproximadamente cada año y medio, se añade un segundo a la hora UTC. Hoy en día, la hora UTC tiene un retraso de mas de diez segundos con respecto a la hora GPS. La diferencia entre la hora GPS y la hora UTC se obtiene gracias a los datos transmitidos por los satélites. Por lo tanto la hora indicada por un receptor GPS debe tener en cuenta esta diferencia. Hay receptores que corrigen esta diferencia mediante un valor fijo introducido a fecha de fabricación del receptor pero no se actualiza progresivamente, por lo que con el tiempo la hora proporcionada es más imprecisa. Nuestros receptores tienen en cuenta dinámicamente este ajuste entre la hora GPS y UTC, así como la hora local que veremos a continuación.

Hora Local.

La hora indicada por cualquier receptor GPS debe tener en cuenta el uso horario terrestre donde se encuentre ese receptor. Esto debe hacerse programando adecuadamente el microprocesador que controla el receptor GPS. También hay que tener en cuenta el cambio de hora invierno verano que se produce en la mayoría de los países. Nuestros relojes y pantallas de leds con receptores GPS tienen en cuenta todas estas consideraciones y las adaptamos a cualquier lugar del globo terráqueo.

Como hemos visto, con un reloj o pantalla electronica LedMatic con receptor GPS puede olvidarse por completo de si estará o no en hora, ya que estará sincronizado con los relojes atómicos de los satélites GPS.

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