Tots els sistemes de navegació del cotxe, les aplicacions de conducció i les aplicacions de navegació mòbil com Google Maps depenen del GPS per portar-nos del punt A al punt B. Però, què és el GPS i com funciona?
Què és el sistema de posicionament global?
El sistema de posicionament global (GPS) és un sistema de navegació propietat del govern dels Estats Units que consta de tres segments principals:
- El Segment espacial és un sistema de navegació d'almenys 31 satèl·lits, 24 (o més) dels quals solen estar en vol i operatius. Aquests satèl·lits volen dins de l'òrbita terrestre a una altitud de 12.550 milles. Cada satèl·lit individual sol donar la volta a la Terra dues vegades al dia.
- El Segment de control és una xarxa internacional d'estacions de control que rastregen, controlen i mantenen els satèl·lits en òrbita. Aquestes estacions de control també poden enviar dades o ordres als satèl·lits. El segment de control està format per 16 estacions de monitoratge, dues estacions de control mestres (una principal i una alternativa) i 11 antenes de comandament i control (quatre antenes terrestres i set estacions de seguiment remot de la xarxa de control de satèl·lit de la Força Aèria).
- El Segment d'usuaris és per a civils i els nostres dispositius GPS, també coneguts com a receptors GPS perquè reben senyals dels satèl·lits en òrbita per identificar les nostres ubicacions.
Qui va inventar el GPS?
Les quatre persones a les quals se sol acreditar la invenció del GPS són Ivan Getting, Bradford Parkinson, Roger L. Easton i Gladys West. Segons Lemelson-MIT, va ser Getting qui va imaginar per primera vegada el GPS tal com el coneixem avui com un concepte que implica l'ús d'"un sistema de satèl·lits per produir dades de posicionament precises per a objectes en moviment ràpid com ara míssils i avions."
La contribució de Parkinson al GPS va arribar el 1972, quan va assumir el paper principal en la direcció del programa GPS del Departament de Defensa dels Estats Units. En aquest paper, Parkinson va poder basar-se en les idees originals de Getting. El 1978, el projecte de desenvolupament de GPS de Parkinson, conegut com el sistema GPS NAVSTAR, s'havia completat i amb una precisió en tres metres.
Roger L. Easton també va contribuir al desenvolupament del GPS i s'ha anomenat el "pare del GPS". La contribució d'Easton va ser el resultat de resoldre un problema relacionat amb el seguiment de satèl·lits. En un esforç per sincronitzar el temps de les estacions de seguiment, Easton va desenvolupar un sistema de navegació basat en el temps col·locant rellotges en satèl·lits, cosa que els va permetre detectar amb més precisió la ubicació exacta dels usuaris a terra. Easton va anomenar aquest sistema "Timation" i el Departament de Defensa dels Estats Units va acabar incorporant les seves característiques al desenvolupament del sistema de posicionament global.
Per últim, però no menys important, la matemàtica Gladys West també és acreditada per la seva contribució al desenvolupament del GPS. La contribució de West va ser el seu treball per desenvolupar un model de la Terra que tingués en compte les variacions de la forma de la Terra causades per la gravetat i altres forces. El model de la Terra d'Occident es considera àmpliament un element fonamental del projecte GPS.
Com funciona el GPS i com es gestiona?
El sistema de posicionament global es basa en la relació entre satèl·lits GPS i receptors en dispositius amb GPS. Segons l'empresa de tecnologia GPS Garmin, una empresa de tecnologia GPS, el sistema de posicionament global funciona quan els satèl·lits GPS transmeten "un senyal únic i paràmetres orbitals que permeten als dispositius GPS descodificar i calcular la ubicació precisa del satèl·lit".
A partir d'aquesta transmissió, els dispositius GPS poden calcular la ubicació dels usuaris mesurant la quantitat de temps que triga a rebre el senyal. A continuació, aquest càlcul es combina amb les mesures de distància de diversos altres satèl·lits. Per calcular correctament la latitud i la longitud d'una persona, un dispositiu GPS ha de rebre un senyal d'almenys tres satèl·lits. El càlcul de l' altitud requereix el senyal d'almenys quatre satèl·lits. La majoria de dispositius receptors GPS rebran i rastrejaran els senyals d'almenys vuit satèl·lits, però aquest nombre pot variar en funció de la vostra ubicació i de l'hora que sigui.
Segons GPS.gov, el sistema de posicionament global és mantingut i operat per la Força Aèria dels EUA. La Força Aèria dels EUA "desenvolupa, manté i opera" els 24 satèl·lits i estacions de control ubicades arreu del món que conformen el sistema.
Més enllà dels sistemes GPS de cotxes: usos quotidians del GPS
GPS no és només per trobar el camí a casa. Altres usos del GPS inclouen:
- Els GPS, com ara els rellotges GPS, es poden utilitzar per fer un seguiment dels nens, mascotes i persones grans.
- Els Els drons controlats per GPS s'utilitzen per filmar plans amb vista d'ocell a les pel·lícules. El GPS també s'utilitza a la indústria cinematogràfica per a la recerca d'ubicacions.
- El geocaching es pot utilitzar per configurar caceres del carro amagant elements en determinades ubicacions i després penjant mapes en línia perquè altres persones els cerquin amb dispositius GPS.
- La vostra companyia elèctrica local pot utilitzar el GPS per fer un seguiment dels talls d'energia.
