CONCLUSION

El sistema GPS (Global Positioning System o sistema de posicionamiento global en su

traducción al español) es un sistema de posicionamiento terrestre, la posición la calculan los receptores GPS gracias a la información recibida de una red de 24 satélites que orbitan alrededor de la tierra completando dos órbitas en solo 24 horas a razón de 1.8 millas por segundo, con una precisión hasta de centímetros (Wikipedia, Sistema de Posicionamiento Global, 2007).

2.6.1 Funcionamiento de los sistemas de posicionamiento global

El siguiente principio de funcionamiento es el utilizado por el sistema de posicionamiento global para establecer su ubicación, que consta de los siguientes pasos:

1. La situación de los satélites es conocida por el receptor con base en las efemérides, parámetros que son transmitidos por los propios satélites. La colección de efemérides de toda la constelación se completa cada 12 minutos y se guarda en el receptor GPS. 2. El receptor GPS funciona midiendo su distancia de los satélites, y usa esa información

para calcular su posición. Esta distancia se mide calculando el tiempo que la señal tarda en llegar al receptor. Conocido ese tiempo y basándose en el hecho de que la señal viaja

a la velocidad de la luz (salvo algunas correcciones que se aplican), se puede calcular la distancia entre el receptor y el satélite.

3. Cada satélite indica que el receptor se encuentra en un punto en la superficie de la esfera con centro en el propio satélite y de radio la distancia total hasta el receptor. 4. Obteniendo información de dos satélites se nos indica que el receptor se encuentra

sobre la circunferencia que resulta cuando se interceptan las dos esferas.

5. Si adquirimos la misma información de un tercer satélite notamos que la nueva esfera solo corta la circunferencia anterior en dos puntos. Uno de ellos se puede descartar porque ofrece una posición absurda. De esta manera ya se tendría la posición en 3-D. Sin embargo, dado que el reloj que incorporan los receptores GPS no está sincronizado con los relojes atómicos de los satélites GPS, los dos puntos determinados no son precisos.

6. Teniendo información de un cuarto satélite, se elimina el inconveniente de la falta de sincronización entre los relojes de los receptores GPS y los relojes de los satélites. Y es en este momento cuando el receptor GPS puede determinar una posición 3-D exacta (latitud, longitud y altitud). Al no estar sincronizados los relojes entre el receptor y los satélites, la intersección de las cuatro esferas con centro en estos satélites es un pequeño volumen en vez de ser un punto. La corrección consiste en ajustar la hora del receptor de tal forma que este volumen se transforme en un punto.

2.6.2 Puertos de entrada y salida

Los puertos de entrada y salida de los GPS son utilizados para la interconexión de estos con el resto del sistema, tiene una toma de cable coaxial para la instalación de la antena receptora del equipo, tiene un puerto utilizado para la transmisión de datos del GPS hacia otros equipos que se pueden conectar a este, tiene además un puerto para la conexión de audio y sensores para brindar datos adicionales tales como temperatura, humedad, entre otros.

2.6.3 Protocolo de los datos

Mucho de los receptores GPS actuales poseen la funcionalidad de brindar por una interfaz de comunicación los datos que estos son capaces de conformar. En estas interfaces de comunicación el otro extremo es en muchos casos una computadora, aunque también se utilizan otros equipos que necesiten hacer uso de dicha información. El protocolo de datos que se utiliza en estas implementaciones de comunicación del GPS se denomina NMEA (del inglés National Marine Electronics Association). Este protocolo permite transferir

datos recibidos por el receptor GPS a un determinado programa instalado en una computadora. Alguno de estos datos son: posición, altitud, satélite en cobertura, intensidad de su señal, hora, fecha entre otros datos (Mur, 2003).

El protocolo NMEA es una interfaz eléctrica y un protocolo de datos para la comunicación entre instrumentos de navegación (Wikipedia, NMEA, 2007). La salida NMEA es EIA- 422A, pero para la mayoría de los propósitos puede considerarlo RS-232 compatible. Todos los datos son trasmitidos a través de sentencias con caracteres ASCII, cada sentencia comienza con “$” y termina con <CR> <LF> (CR: Carriage Retun, LF: Line Feed). Los

primeros dos caracteres después de “$” son los que identifican el equipo, y los siguientes tres caracteres es el identificador del tipo de sentencia que se está enviando. Los tres tipos de sentencias NMEA que existen son los de envío (Talker Sentences), Origen del equipo

(Proprietary Sentences) y consulta (Query Sentences). Los datos están delimitados por

coma, deben incluirse todas las comas, ya que actúan como marcas. Una suma de verificación adicional es agregada opcionalmente (aunque para algunos tipos de instrumento es obligatoria).

En la actualidad la mayoría de los programas son compatibles con este protocolo, lo cual aumenta su utilidad y su uso.

2.7 Conclusiones del capítulo

En este capítulo se realizó el diseño de un sistema de medición haciendo énfasis en el diagrama en bloques del sistema que está formado por una antena receptora, un receptor de radiofrecuencia, un convertidor análogo digital, una computadora personal y un GPS. Además se analizaron las características y los parámetros fundamentales de los elementos que integran cada bloque del diseño obtenido.