Los Sistemas de Posicionamiento Global determinan en todo el planeta el lugar de cualquier objeto, persona o vehículo, con una precisión de hasta centímetros.
Carlos del Porto Blanco
“No hay informaciones mejores que otras, el poder consiste en ficharlas todas, y después buscar conexiones”. Umberto Eco. El Péndulo de Focault.
La vida contemporánea desarrolla cada vez con mayor frecuencia los sistemas de posicionamiento satelital, medios que permitan con alta precisión ubicar a cualquier dispositivo o persona en la Tierra. El más conocido de esos sistemas es el estadounidense, Sistema de Posicionamiento Global, GPS, que determina en toda la Tierra el lugar de cualquier objeto, persona o vehículo con una precisión de hasta centímetros, aunque lo habitual son unos pocos metros. Fue desarrollado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos. Para determinar una posición se necesitan cuatro satélites.
El GPS funciona mediante una red de como mínimo 24 satélites en órbita sobre la Tierra, a una altura de aproximadamente 20 000 kilómetros con órbitas geoestacionarias, distribuidas para que en todo momento haya al menos cuatro satélites visibles en cualquier punto del planeta. Cuando se desea determinar una posición tridimensional, el receptor localiza automáticamente como mínimo cuatro satélites de la red, revelando la identificación y hora del reloj de cada uno de ellos, entre otros datos. Posteriormente, el aparato sincroniza su propio reloj con el tiempo del sistema GPS y calcula el tiempo que tardan en llegar las señales al equipo, y de tal modo mide la distancia al satélite.
Los Estados Unidos como parte de su doctrina militar han planteado que en caso de conflicto podrían “apagar” el sistema GPS por ser de su propiedad. Es fácilmente comprensible el caos que generaría una decisión de ese tipo, por lo que otras potencias no se han quedado de brazos cruzados y han desarrollado sus propios sistemas como forma de independizarse del Tío Sam.
La antigua Unión Soviética, URSS, construyó un sistema llamado Glonass, ahora gestionado por la Federación Rusa. La Unión Europea desarrolló el sistema de navegación Galileo. La República Popular China implementa su propio sistema de navegación, denominado BeiDou, que una vez operativo plenamente en el 2020 debería contar con 30 satélites, la India el IRNSS (Indian Regional Navigation Satellite System) y Japón el Michibiki.
¿Cómo empezó todo?
Sistema de Posicionamiento Global, GPS
En la década de 1960, el sistema estadounidense de navegación terrestre Omega, se convirtió en el primer sistema mundial de radio de navegación. Las limitaciones de esos sistemas impulsaron la necesidad de una solución de navegación más universal con más precisión. La armada estadounidense aplicó esa tecnología de navegación utilizando satélites con el fin de proveer a los sistemas de navegación de sus flotas posiciones actualizadas y precisas. El sistema debía cumplir con los requisitos de abarcar toda la superficie del planeta; funcionamiento continuo sin ser afectado por las condiciones atmosféricas, ser altamente dinámico y preciso para posibilitar su uso en la aviación.
Posteriormente se desarrolló el sistema Transit, que fue operativo en 1964 y en 1967 estuvo disponible para uso comercial y militar. Transit estaba constituido por una constelación de seis satélites en órbita polar baja, a una altitud de 1074 kilómetros. Tal configuración conseguía una cobertura mundial, pero no constante. La posibilidad de posicionarse era intermitente, pudiéndose acceder a los satélites cada 1.5 horas. El cálculo de la posición requería estar siguiendo al satélite durante quince minutos de forma continua. En el propio año 1967, la armada de los Estados Unidos desarrolló el satélite Timation, que demostró la viabilidad de colocar relojes precisos en el espacio, una tecnología posteriormente por el GPS. Después, gracias al desarrollo de los relojes atómicos, se diseñó una constelación de satélites, en la cual cada uno de ellos tenía relojes sincronizados de acuerdo a una referencia de tiempo determinado.
En 1973 se combinaron los programas de la armada y de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos en lo que se conoció como Programa de Tecnología de Navegación, posteriormente renombrado Navstar GPS. Entre1978 y 1985 se desarrollaron y lanzaron once prototipos de satélites experimentales Navstar, a los que siguieron otras generaciones de satélites, hasta completar la constelación actual, a la que se declaró con “capacidad operacional inicial” en diciembre de1993 y con “capacidad operacional total” y utilidad civil en abril de 1995. En 2009, el gobierno de los Estados Unidos ofreció el servicio normalizado de determinación de la posición para apoyar las necesidades de la Organización de Aviación Civil Internacional, Oaci, y ésta aceptó el ofrecimiento.
El Sistema Global de Navegación por Satélite, GPS está compuesto por 24 satélites en la constelación a una altitud de 20 200 kilómetros con una vida útil estimada para cada uno de 7.5 años. Mediante un método matemático se determina la posición relativa de los objetos usando geometría de triángulos, trilateración, para determina la posición del receptor.
Sistema Glonass
Como ya mencioné, otras potencias han desarrollado sus propios sistemas de posicionamiento global para no quedar a expensas de la voluntad de los Estados Unidos, uno de esos sistemas es el ruso Glonass, siglas de Global´naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema.
El sistema Glonass fue desarrollado por la Unión Soviética, URSS, y hoy se administra por la Federación Rusa. Consta de una constelación de 31satélites (24 en activo, tres de reserva, dos en mantenimiento, uno en servicio y otro en pruebas) situados en tres planos orbitales con ocho satélites cada uno moviéndose en órbitas alrededor de la Tierra a una altitud de 19 100 kilómetros algo más bajo que el GPS, tardan aproximadamente 11 horas y 15 minutos en completar una órbita. El sistema está a cargo del Ministerio de Defensa de la Federación Rusa y los satélites se lanzaron desde el cosmódromo de Baikonur, en Kazajistán.
Los tres primeros satélites fueron colocados en órbita en octubre de 1982. El sistema fue pensado para ser funcional en el año 1991, pero la constelación no fue terminada hasta diciembre de 1995 y comenzó a ser operativo el 18 de enero de 1996. Ese mismo año la Federación Rusa ofreció el canal de exactitud normalizada del Glonass para apoyar las necesidades de la Oaci. La situación económica de Rusia en los años 90 supuso que en abril de 2002 sólo ocho satélites estuvieran completamente operativos. En 2004, 11 satélites se encontraban en pleno funcionamiento. A finales de 2007 eran 19 los satélites operativos. Son necesarios 18 satélites para dar servicio a todo el territorio ruso y 24 para poder estar disponible el sistema en todo el mundo. En 2007, Rusia anuncia que a partir de ese año se eliminan todas las restricciones de precisión en el uso de Glonass, permitiendo así un uso comercial ilimitado. Hasta esa fecha las restricciones de precisión para usos civiles eran de 30 metros. La aparición en el mercado de receptores que permiten recibir señales pertenecientes a los dos sistemas Glonass y GPS (con sistemas de referencia diferentes) hace interesantes las posibilidades de Glonass en la medición y como apoyo al GPS estadounidense.
Es de destacar que Cuba ha firmado acuerdos con la Federación Rusa para la utilización de ese sistema de posicionamiento, algo vital para el país considerando la agresividad expresada por la potencia norteña contra nosotros y que como nos recordaré el Ché, en esos vecinos no se puede confiar nada.
Sistema Galileo
Galileo es el sistema europeo de radionavegación y posicionamiento por satélite desarrollado por la Unión Europea conjuntamente con la Agencia Espacial Europea. Ese programa dota a la Unión Europea de una tecnología independiente del GPS estadounidense y el Glonass ruso. Al contrario de los dos mencionados, Galileo es de creación, gestión y uso civil.
A finales del siglo XX, un grupo de estados de la Unión Europea comenzaron a mostrar cierto rechazo e inseguridad sobre los sistemas GPS y Glonass. Ese grupo de países temía que, en caso de conflicto armado internacional, tanto Estados Unidos como Rusia limitarían o dificultaría el acceso a estos sistemas a los países de la Unión Europea, limitando así la operatividad militar y civil de la región. Paralelamente, también mostraron cierta preocupación sobre la precisión y efectividad de los sistemas GPS y Glonass, especialmente de cara al futuro. Ante esa situación, la Unión Europea —junto con la Agencia Espacial Europea—, anunciaron en 2003 el proyecto Galileo, un sistema de geolocalización desarrollado y gestionado íntegramente por organismos europeos, asegurando así la independencia de la región y mejorando los servicios de posicionamiento.
Desde el mismo anunció del proyecto el gobierno de los Estados Unidos manifestó su oposición, el argumento manifestado fue que entendían que Galileo supondría serios retos y problemas a la Otan, finalmente se llegó a un acuerdo de complementariedad de ambos sistemas.
En diciembre de 2005 se lanza el primero de los satélites a través de un cohete ruso Soyuz. Entre el 2011 y el 2013 se lanzaron otros cuatro satélites. En diciembre de 2016 la Comisión Europea, propietaria del sistema, informó que Galileo comenzaba sus operaciones y que los satélites ya enviaban información de posicionamiento, navegación y determinación de la hora a usuarios de todo el mundo. El sistema se puso en marcha el 15 de diciembre del 2016, con alrededor de la mitad (17 satélites) de la constelación prevista que sería completada para el año 2020. En enero de 2020 había 26 satélites en órbita, 22 funcionando, dos inoperativo y dos en prueba. La ESA supervisó el diseño y el despliegue de Galileo y en el año 2017 cedió las operaciones del sistema y la provisión de servicios a la Agencia Europea del Sistema Global de Navegación por Satélite (GSA).
El sistema está constituido por 30 satélites, de los cuales 24 serán operativos y seis serán de reserva, ubicados a una altura de 22 222 kilómetros. Ofrece un margen de error de alrededor de un metro para la aplicación estándar, muy cerca de los 70 centímetros que prometía la Agencia Espacial Europea en la fase de diseño.
Sistema BeiDou
BeiDou (Sistema Experimental de Navegación por Satélite) es un proyecto desarrollado por la República Popular China para obtener un sistema propio de navegación por satélite. “Beidou” es el nombre chino para la constelación de la Osa Mayor. La primera generación, BeiDou-1, estuvo operativa desde el 2000 y es un sistema de posicionamiento por satélite local dando servicio a China y a sus países vecinos. La segunda generación, llamada Compass o BeiDou-2, es un sistema de posicionamiento global con un funcionamiento similar al GPS.
Según informaciones oficiales ofrecerá dos tipos de servicios: el primero será abierto y podrá dar una posición con un margen de 10 metros de distancia. El segundo servicio será autorizado solo para determinados clientes y ofrecerá servicios más precisos y con mayores medidas de seguridad. A diferencia de los sistemas GPS, Glonass, y Galileo, que utilizan satélites en órbitas bajas y ofrecen servicio global, la primera generación, BeiDou-1 usa satélites en órbitas geoestacionarias. Eso implica que el sistema no requiera una gran constelación de satélites, pero limita su cobertura sobre la Tierra al cono de visibilidad que sólo alcanza, en este caso, a China. Otra gran diferencia de BeiDou-1 es que calcula las coordenadas únicamente con dos satélites y una estación en tierra. Eso implica la necesidad de enviar una señal desde el dispositivo remoto, cosa que no es necesaria con GPS o Glonass.
Se preveía que Compass, la segunda generación, contase con entre 12 y 14 satélites entre 2011 y 2015 y para el 2020, ya plenamente operativo cuenta con 30 satélites en órbita y tiene una precisión de localización de 3.6 metros, aunque puede llegar a los diez centímetros en la zona Asia – Pacífico.
Sistema IRNSS
El sistema indio IRNSS (Indian Regional Navigation Satellite System) es un Sistema Regional de Navegación por Satélite independiente que está desarrollando la India. Fue diseñado para brindar un servicio preciso de información de posición a los usuarios en la India y en la región que se extiende hasta 1500 kilómetros de su límite, que es su área de servicio principal. Es totalmente planificado, establecido y controlado por la Organización de Investigación Espacial de la India (ISRO).
En el 2016 el sistema adquirió el nombre de NAVIC y actualmente está basado en los sistemas GNSS solo da servicio al territorio de la India. El sistema IRNSS es similar al GPS proporcionará dos tipos de servicios, el Servicio de Posicionamiento Estándar (SPS) para todos los usuarios y el Servicio Restringido (RS), que será un servicio encriptado proporcionado solo a los usuarios autorizados. Se espera que el sistema IRNSS proporcione una precisión de posición de más de 20 metros en el área de servicio principal.
La arquitectura del sistema IRNSS consiste principalmente en tres segmentos: Segmento Espacial, Segmento Terrestre y Segmento de usuario. La constelación espacial consta de siete satélites en orbitas geoestacionarias, aproximadamente a 36 000 kilómetros sobre la superficie terrestre. El segmento de control terrestre es el responsable del mantenimiento y operación de la constelación de satélites del sistema IRNSS.
Sistema Michibiki.
El Sistema por Satélite Cuasicenital, llamado popularmente Michibiki, es un sistema de corrección de señales de navegación global por satélite, propuesto para uso complementario del GPS en Japón. Su nombre proviene del hecho de que la mayor parte del tiempo, al menos un satélite del sistema se posiciona en torno al cenit. En 2002 el gobierno japonés autorizó el trabajo, el comienzo de la fabricación de la carga útil fue en junio de 2007. El sistema cuenta con siete satélites compatibles con los sistemas GPS y Galileo, contaría con nueve estaciones de seguimiento. El primero de los satélites se puso en órbita en septiembre de 2010 y el cuarto en octubre de 2017, se espera que en el 2023 estén en órbita los siete. A diferencia de los otros sistemas, los satélites nipones no serán geoestacionarios, es decir, no están siempre en la misma posición sobre la superficie de la Tierra, se mueven dibujando una figura en forma de número ocho que cubre Japón y buena parte de Australia y Nueva Zelanda. Los satélites operan a una altura que oscila entre los 33 000 kilómetros y los 39 000 kilómetros
Como se puede observar ninguno de los grandes quiere estar a merced de la voluntad de los otros en algo tan estratégico como el posicionamiento satelital, la mejor opción es tener la posibilidad de tener desplegado en el país más de una opción y de esa forma se garantiza una mayor vitalidad.
Con esto termino y recuerden, si me ven en algún lugar, me saludan.