¿Cómo funcionan los dispositivos GPS? Trilateración vs Triangulación

Los receptores GPS utilizan una técnica llamada trilateración. A pesar de que los receptores GPS a menudo se confunden con la triangulación (que mide ángulos), en realidad no utilizan ángulos en absoluto para sus cálculos.

La trilateración implica la medición de distancias. Echemos un vistazo a esto con un poco más de detalle.

La trilateración mide la distancia, no los ángulos

¿Cómo identifica el sistema GPS su ubicación usando trilateración?

Usando un simple ejemplo bidimensional, imaginemos que tenemos tres satélites GPS cada uno con una posición conocida en el espacio.

Satélites GPS

En realidad, todo lo que hacen los satélites es emitir una señal para que su receptor GPS la capte con una hora y una distancia específicas.

Por ejemplo, el primer satélite emite una señal que eventualmente llega a su receptor GPS. No sabemos el ángulo, pero sí la distancia. Es por eso que esta distancia forma un círculo igual en todas las direcciones.

Esto significa que su posición GPS podría estar en cualquier parte de este círculo en este radio específico.

Posición GPS

¿Qué sucede cuando su GPS recibe una segunda señal?

Una vez más, esta distancia se transmite por igual en todas las direcciones hasta que llega a su receptor GPS. Esto significa que la distancia podría estar en cualquier parte de ese círculo.

Pero esta vez, tenemos dos distancias conocidas de dos satélites. Con dos señales, la posición precisa podría ser cualquiera de los dos puntos donde se intersectan los círculos.

Señal GPS con dos satélites

Debido a que tenemos un tercer satélite, tu verdadera ubicación se revela justo donde los tres círculos se cruzan.

Utilizando tres distancias, la trilateración puede señalar una ubicación precisa. Cada satélite está en el centro de una esfera y donde todos se cruzan es la posición del receptor GPS.

A medida que la posición del receptor GPS se mueve, el radio de cada círculo (distancia) también cambiará.

Señal GPS con tres satélites

Pero la realidad es que en nuestro mundo tridimensional los satélites GPS emiten señales como una esfera. Cada satélite está en el centro de una esfera.

El punto de intersección de todas las esferas determina la posición del receptor GPS.

Posición del receptor GPS

La triangulación mide ángulos, no distancias

Por otro lado, los topógrafos utilizan la triangulación para medir distancias desconocidas. Lo hacen estableciendo una longitud de línea como base.

Triangulación

Desde cada punto, los topógrafos miden ángulos de puntos distantes usando instrumentos tales como teodolitos. Cuando conocemos las longitudes y los ángulos, la triangulación determina las distancias formando triángulos, como se muestra en el diagrama anterior.

Por ejemplo, los topógrafos reunieron aproximadamente 26,000 estaciones del Rancho Maede en Kansas para crear el Datum Norteamericano de 1927 (NAD27). Pero el Sistema Mundial de Determinación de Posición utiliza el Servicio Geodésico Mundial (WGS84) para referenciar las posiciones.

Conclusión

A medida que los satélites GPS transmiten su ubicación y hora, la trilateración mide distancias para determinar con precisión su posición exacta en la Tierra.

Mientras que los topógrafos utilizan la triangulación para medir puntos distantes, el posicionamiento GPS no implica ningún ángulo.

A través de la medición de distancias, se puede determinar su ubicación GPS precisa. Sin embargo, varios factores como HDOP, PDOP, GDOP y la atmósfera pueden afectar la precisión y el error del GPS.

El GPS es un sistema notable para la navegación y la medición.

Traducido desde: GISGeography

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