
Los satélites trasmiten la información mediante modulación de
espectro difuso (Spread Spectrum Modulation), lo que dificultad al
extremo la intersección e interferencia de la señal, ya que la información se
confunde con el ruido electromagnético de fondo.
El sistema original consideraba dos sistemas de posicionamiento
superpuesto, un Servicio de Precisión Standard (SPS) para uso
civil, y un Servicio de Posición Precisa (PPS) para uso militar u oficial. Esta
intrincada seguridad se implementó a partir de la generación en cada satélite
de una frecuencia fundamental de 10,23 MHz, de la cual se derivan dos
portadoras básicas L1 (1575,42 MHz; frecuencia base por 154) y L2 (1227,60 MHz;
frecuencia base por 120). Para el cálculo de la ubicación cada satélite
envía un par de códigos PRN (Pseudo-Random Noise) con una
frecuencia de reloj de 1023 MHZ, que se repite cada milésima de segundo. El
primero esta modulado sobre L1 y se denomina C/A-Code
(Coarse/Acquisition-Code), el segundo modulado simultáneamente sobre L1 y
L2, denominado P-Code (Precision-Code). El C/A-Code se
aplica al SPS, y el P-Code al PPS.
Los receptores GPS de uso comercial están diseñados para trabajar con la
frecuencia L1, portadora de la SPS diluida en precisión por la aplicación del C/A-Code.
Actualmente dicho código no se aplicada sobre el SPS, lo que permite resolver
posiciones dentro de un círculo de tres metros de diámetros. Para el cálculo de
la posición sobre la superficie terrestre, básicamente se utiliza el tiempo que
demora una señal desde el emisor al receptor, conocida la posición que ocupa el
satélite en el espacio respecto al centro de masa de la tierra, unas
trasformaciones trigonométricas en el receptor permiten calcular la ubicación.
Repitiendo este procedimiento para varios satélites (mínimo tres) se obtiene la
posición del receptor con unos pocos metros de incertezas. El intervalo
de tiempo entre la emisión y la recepción se mide comparando el código C/A
enviado por el satélite con una copia del mismo realizada por el receptor,
sincronizado con el satélite. Se obtiene la distancia de separación entre
el emisor y receptor, luego de una serie de correcciones, entre ellas: la
dispersión y difracción estratosférica, el efecto Dopler-Fizeau debido al
desplazamiento relativo, y las sugeridas por Einstein respecto a los efectos
relativistas y gravitatorios. Junto con el PRN el satélite envía un
mensaje de 1500 bits trasmitido a 50 Bps, donde se incluyen las efemérides,
almanaques, y demás parámetros de corrección (unos 30 segundos que justifican
la demora operativa del GPS luego del encendido).
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