Tecnología Electrónica

Cómo se determina la ubicación exacta de una persona según GPS (Trilateración/Multilateración)

Encontrar la ubicación exacta de una persona con GPS es simplemente cuestión de matemáticas de instituto, señala PC Magazine. Claro que no significa que todo estudiante de instituto pueda explicarte cómo funciona el GPS. Significa que detrás de toda la tecnología compleja del sistema de posicionamiento global, hay matemáticas bastante simples que ayudan a ubicar a cualquier persona con GPS en un momento dado.

Satélites: La infraestructura espacial

  • Al menos 24 satélites primarios + 5 reservas componen el sistema GPS en el espacio.
  • Orbitan la Tierra ~2 veces/día a ~11.000 km/h (7.000 mph).
  • Alimentados por sol, transmiten señales a Tierra captadas por unidades GPS de consumidores y agencias.
  • Para ubicar exactamente, un GPS necesita señal de al menos 3 satélites a la vez.
  • Móviles GPS pueden combinar datos GPS con Wi-Fi y torres celulares para ubicación más rápida y precisa (híbrido/GNSS asistido).

Matemáticas: Trilateración vs Triangulación

  • Algunos (Garmin) llaman "triangulación de ubicación". PC Magazine dice que es un término erróneo.
  • Término correcto: Trilateración: "usa geometría de triángulos, ubicaciones conocidas de 2+ puntos de referencia, y distancias del punto desconocido a esas ubicaciones conocidas".
  • El receptor GPS calcula el tiempo que tardó la señal de cada satélite en llegar → indica qué tan distante está cada satélite.

2D: Posición horizontal (Latitud, Longitud)

Datos de 3 satélites → posición exacta 2D (latitud, longitud) del GPS —y la persona. El dispositivo traduce eso a imágenes visuales en pantalla/mapa. Mientras la señal siga entrando, se puede ubicar a la persona y su velocidad.

3D: Posición + Altitud (Multilateración)

Con señal de 4 satélites → lecturas de altitud**. 4 puntos de referencia → término más preciso: Multilateración (no trilateración).

  • Esencial en aviación: ubicación exacta de aeronaves.
  • Útil para senderistas, ciclistas, cazadores, campistas: saber altura exacta.
  • Precisión típica: ±15 metros (50 pies) en condiciones normales (Garmin). Con WAAS/EGNOS: ±3-5 m horizontal, ±5-10 m vertical.

Resumen del proceso

  1. Satélites transmiten: ID, posición orbital (efemérides), hora precisa (reloj atómico).
  2. Receptor recibe señales → mide tiempo viaje (Δt) → calcula distancia (c × Δt) = pseudodistancia.
  3. Con 3 pseudodistancias + posiciones satélites conocidas → resuelve sistema ecuaciones → (x,y,z) receptor + error reloj (bias).
  4. Convierte (x,y,z) ECEF a lat/long/alt (WGS84).
  5. Muestra en mapa + velocidad (derivada posición/tiempo).

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