Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS)

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Se denomina Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS, por sus siglas en inglés) a una red de satélites artificiales que transmiten señales para el posicionamiento y localización de cualquier objeto, en cualquier parte del planeta, ya sea en tierra, mar o aire.

El objetivo principal de obtener datos de ubicación; no obstante, se presentan diversos fines y usos del sistema, como navegación, transporte, geodésica, hidrográfica, agrícola, investigación y educacional, entre otros. La red GNSS se compone de tres segmentos: el espacial, el control y los usuarios. El segmento espacial lo constituyen los satélites artificiales (de navegación como de comunicación) que forman el sistema. El de control corresponde al conjunto de estaciones presentes en la superficie (en tierra), las cuales se ocupan de recolectar los datos obtenidos para ponerlos a disposición de los usuarios (tercer segmento).

Por su parte el segmento usuario debe entenderse como equipos, terminales, receptores y dispositivos que reciben las señales procedentes del segmento espacial. Como se trata de una red de satélites artificiales en órbita, dentro de la GNSS se presentan diversos sistemas de localización. El proyecto estadounidense Global Position System (GPS-NAVSTAR) es el más utilizado y conocido a nivel mundial, además de ser el sistema que ha estado en funcionamiento por más tiempo.

Otros sistemas que forman parte de la red, pero que están en fase de desarrollo, corresponden a GALILEO, BEIDOU (BeiDou Satellite Navigation System), QZSS (Quasi-Zenith Satellite System) e IRNSS (Indian Regional Navigational Satellite System); proyectos europeo, chino, japonés e indio, respectivamente.

Recurso 9: el sistema global de navegación por satélite
A. Redes de sistemas de posicionamiento global

Son grandes los avances en los diversos campos de la ciencia, y la Geografía no escapa a ellos. Al tratarse de una ciencia para el análisis espacial y el reconocimiento de espacios ecúmenes e inecúmenes, surgió, en la segunda etapa del siglo XX, la necesidad de ubicar y tener más precisión de los objetos en el planeta.

Así se iniciaron los primeros proyectos de geolocalización, en que la Ingeniería Informática, la Cartografía y la Geografía se unieron para construir una red de satélites artificiales capaces de almacenar información en tiempo real y permitir una geolocalización precisa de los objetos, con un objetivo en común: “brindar la mayor precisión de los objetos con datos fiables y disponibles la mayor cantidad de tiempo”.

1. Proyecto GPS-NAVSTAR
El GPS-NAVSTAR (Navigation Satellite Timing and Ranking Global Positioning System) tiene sus orígenes en los años sesenta como resultado del proyecto militar NAVSAT (Navy Navigation Satellite System).

Hoy, se puede apreciar cómo un teléfono celular, un reproductor de música, una computadora portátil o un receptor de señal satelital pueden recibir señal NAVSTAR-GPS; sin embargo, esta señal varía de acuerdo al dispositivo utilizado; así, se presentan dos tipos de señal de este sistema: AGPS y DGPS.

Por una parte, la AGPS es una señal GPS asistida (Assisted Global Positioning System); es decir, se requiere un servidor que tome la señal de los satélites artificiales en órbita para dar una ubicación precisa de un objeto sobre el planeta.

Por otra parte,la DGPS es una señal GPS diferencial (Differential Global Positioning System); es decir, un dispositivo toma la señal directamente de los satélites artificiales en órbita sin intervención de un tercero; corrige los datos recibidos y, consecuentemente, son más precisos.

El objetivo principal del sistema NAVSTAR-GPS es la ubicación de cualquier objeto en el espacio; brinda una mayor precisión de su ubicación, ya sea este en un plano 2D, 3D, 4D o 5D. Para ello utiliza señal asistida y diferencial; además, se puede explotar el uso de este sistema infinitamente.

2. Proyecto GLONASS
El GLONASS (Global’naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema) es el sistema de navegación por satélites artificiales del gobierno de la confederación rusa.

En nuestros días, el sistema de posicionamiento global GLONASS está conformado por 21 satélites artificiales activos y tres satélites artificiales de reserva. Al igual que el sistema NAVSTAR-GPS, el objetivo principal del GLONASS es ubicar cualquier objeto en el planeta, con una precisión de datos en planos (2D, 3D, 4D y 5D); también su uso es infinito pues se puede emplear en la navegación, la investigación, la meteorología, la educación, la milicia, la geomática, entre otras disciplinas.

B. Receptores de señal satelital

También conocidos como receptores GPS, son aquellos dispositivos (conjunto de software y hardware) que detectan, decodifican y procesan las señales que reciben de los satélites artificiales de los distintos sistemas que componen la GNSS, a fin de determinar un punto específico en el espacio. Además, estos aparatos determinan distancia (lineal o de un punto a otro), velocidad, altimetría, dirección (según puntos cardinales), tiempo atmosférico y tiempo físico (horas, minutos y segundos), entre otras funciones (Letham, 2001).

Los receptores se usan en diversas actividades, ya sea desde la medición de una cuadra, un lote o un terreno, la ubicación de la flora y la fauna de un lugar determinado o hasta la distribución de condiciones atmosféricas en una comunidad, un país o una región.

Así como el GPS-GLONASS, hay diversos dispositivos receptores en el mercado; por ejemplo, los teléfonos celulares, las tabletas, las computadoras portátiles y la estación total (para uso topográfico).

Consideraciones para el uso del Receptor GPS-GLONAS

  1. Planificación: tenga bien definida la información que se requiere recolectar. Se puede realizar mediante una visita previa a la zona, entrevistas con personas e instituciones y búsqueda de información en bibliotecas, entre otras estrategias. Se recomienda el uso de una boleta de puntos de control, en la cual se anotarán los datos de latitud y longitud recolectados en el campo, y de altura del lugar, al igual que una pequeña observación o característica del elemento georreferenciado.
  2. Captura de información: corresponde a identificar el espacio y el objeto por georreferenciar mediante una visita al campo. En este proceso se toman los datos, se aplican las metodologías definidas y se construye la información relevante. Para georreferenciar el punto u objeto identificado, con el receptor GPS-GLONASS, es importante seguir una serie de pasos:
    • Encender el receptor GPS-GLONNAS y revisar que esté en buen estado
    • Revisar que las baterías tengan suficiente carga. Es recomendable contar con baterías extra.
    • Revisar las unidades de medida del GPS. Este paso es fundamental, ya que define proyección, datum y unidades de medida del receptor.
    • Una vez finalizado el procedimiento anterior, se puede iniciar con la georreferencia de entidades espaciales; para ello, se selecciona la pantalla de satélites y se verifica que el receptor GPS-GLONASS cargue como mínimo tres (3) satélites artificiales para lograr de esa manera captar el objeto o el punto en el cual se está ubicado.
    • Una vez cargados los tres satélites artificiales como mínimo, se guarda el objeto o punto georrenciado, mediante el botón "Mark". Siga el número consecutivo que se indica en el receptor GPS-GLONASS.
    • Si se cuenta con una boleta de control de puntos (se define en la etapa de planificación), anote los datos obtenidos y las observaciones adicionales.
    • Una vez finalizada la georrencia del objeto o punto, se debe repetir la misma metodología para la toma de los demás puntos.
  3. Procesamiento de la información: es la descarga, el almacenaje, la gestión y el análisis de la información obtenida; se realiza mediante notas y observaciones registradas en la libreta de campo: los datos obtenidos por el GPS y los resultados del software especializado utilizado para descargar, almacenar y analizar la información. Hay que definir cuál es el programa SIG que se requiere para dicho proceso, puesto que en el mercado se encuentra una gran variedad de estos, todos con diferentes objetivos y con variantes en su manipulación.
  4. Evaluación: valoración del proceso de captura, la gestión de los datos, el uso del programa SIG para analizar la información obtenida, y la valoración tanto de la metodología como del proceso utilizado. Esta etapa es fundamental porque se puede realizar lo siguiente:
    • Comprobar si los objetivos propuestos se alcanzaron.
    • Identificar el impacto de la información georreferenciada; es decir, la utilidad que ejerce sobre otras personas, instituciones y colaboradores.
    • Explorar si estos resultados pueden lograrse a un menor costo, e identificar aquellas actividades que consumen más tiempo y costo, con el fin de evaluarlos y replantear nuevas estrategias de recolección de información.
    • Analizar si la metodología utilizada fue la más adecuada.
    Recurso 10: consideraciones en el uso de un receptor satelital