La tecnología del Sistema de posicionamiento global alimenta los dispositivos de navegación electrónicos con datos de ubicación que ayudan a guiar aviones, barcos, vehículos o peatones hacia sus destinos. El GPS utiliza algunos cálculos bastante complejos, basados en gran parte en el uso de los topógrafos de trigonometría. Los satélites en el espacio transmiten señales sincronizadas con precisión al receptor GPS, que determina la latitud, longitud y altitud a unos pocos metros.
Satélites
El sistema GPS utiliza 24 satélites en órbita terrestre, cada uno de los cuales transmite una señal codificada única a un receptor terrestre. Cada satélite tiene un reloj atómico que mide el tiempo con precisión a 8 mil millonésimas de segundo por día, según GPS.gov. Para obtener una ubicación adecuada, el receptor debe recibir señales directas de cuatro satélites diferentes al mismo tiempo. La línea imaginaria a un satélite desde la unidad de GPS y entre cada satélite forma los lados de varios triángulos que el receptor utiliza para los cálculos trigonométricos.
Tiempo y distancia
Para usar la trigonometría para determinar la ubicación, necesita la longitud de al menos uno de los lados del triángulo. Un dispositivo GPS hace esto calculando el tiempo que tarda la señal del satélite en llegar. Debido a que la velocidad de las señales de radio es la misma que la velocidad de la luz, la unidad determina con precisión la distancia a un satélite multiplicando el tiempo de viaje de la señal por la velocidad de la luz.
Ley de los cosenos
Una regla trigonométrica llamada Ley de los cosenos permite al receptor GPS calcular su distancia desde cada satélite. La Ley de los cosenos se aplica a la tecnología GPS de la siguiente manera:
d ^ 2 = Re ^ 2 + Rs ^ 2 + 2ReRs * Cos (L)
Aquí, "d" es la distancia desde el satélite al receptor, "Re" es el radio de la Tierra, "Rs" es el radio de la órbita del satélite y "L" es el ángulo formado entre las líneas rectas desde el centro de la Tierra al satélite y desde el centro de la Tierra al receptor GPS.
Esferas que se cruzan
La distancia a un satélite ubica al receptor GPS dentro de una esfera imaginaria cuyo radio es la distancia. Un segundo satélite reduce esto al círculo formado donde se cruzan dos esferas. La distancia de tres satélites produce tres esferas que se cruzan en un punto. Un cuarto satélite establece la ubicación del receptor GPS en la Tierra, junto con la altitud del dispositivo.
