GPS diferencial o DGPS es una señal de corrección complementaria utilizada por los receptores GPS para aumentar la precisión del posicionamiento. Entonces, las técnicas de corrección diferencial mejoran la calidad de los datos recopilados por el dispositivo GPS. Aunque ambos métodos se basan en los mismos principios, cada uno accede a diferentes fuentes de datos para lograr sus niveles de precisión. Así, la combinación del GPS y el DGPS ofrece una mayor precisión, flexibilidad e integridad de los datos en tiempo real.
¿Por qué se creó el receptor GPS diferencial?
Para entender cómo funciona un GPS diferencial, recordemos qué es el GPS y cómo funciona. GPS significa Sistema de Posicionamiento Global. El sistema fue desarrollado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos y luego se extendió al uso civil. Este sistema tiene tres participantes: espacio, control y usuario.
El segmento espacial incluye los 24 satélites Navstar que orbitan la tierra cada doce horas a una altitud aproximada de 20.200 Km. Cada satélite contiene varios relojes atómicos de alta precisión. Transmiten constantemente señales de radio utilizando un código de identificación único.
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El segmento de control está formado por una estación maestra, cinco estaciones de monitoreo y antenas terrestres. Las estaciones de monitoreo rastrean los satélites y proporcionan los datos a la estación maestra. Ésta calcula cualquier cambio de posición y tiempo de los satélites, enviando estos datos a las antenas terrestres.
Los usuarios de todo el mundo captan las señales enviadas desde los satélites con sus receptores GPS, a través de las antenas. El receptor utiliza las señales para determinar dónde se encuentran los satélites. Combinando estos datos con su propia información interna, el receptor calcula su propia ubicación en la Tierra.
Para obtener datos precisos, el receptor GPS debe adquirir al menos las señales de cuatro satélites.
Además, tiene ciertas limitaciones. De hecho, esta información está sujeta a errores como el error de ionósfera, error atmosférico, interferencias de edificios y rebotes de la señal. También, el error del reloj atómico.
Así surge GPS diferencial. Los equipos actuales pueden lograr precisiones de aproximadamente 10 metros. Pero para lograr una mayor precisión, se requiere una corrección diferencial de los datos.
GPS diferencial elimina los errores dominantes actualmente, que son los de la ionósfera y la órbita y reloj de los satélites.
¿Cómo funciona un GPS diferencial?
El sistema de GPS diferencial se basa en dos receptores GPS. Un primer dispositivo, llamado receptor de referencia, tiene una ubicación cuyo posicionamiento se conoce con precisión. Ubica su posición de la manera habitual, y este dato se compara con la posición conocida. Así surge el factor diferencial.
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Un segundo receptor es el GPS móvil. Los datos obtenidos del primer receptor se aplican para corregir el posicionamiento registrado por el GPS móvil. La información corregida se envía en tiempo real mediante señales de radio o utilizando un software de procesamiento especial.
Casos de aplicación del GPS diferencial
La precisión del GPS es suficiente para satisfacer las necesidades de la mayor parte de los usuarios individuales. Sin embargo, hay casos en los que es necesaria una precisión de 1 a 10 metros o menor. Por ejemplo:
- Equipos de mantenimiento o cuadrillas de servicios públicos.
- Atención de emergencias.
- Navegación. Actualmente es habitual que los barcos utilicen GPS diferencial con una precisión de 1 a 2 metros.
- Orientación precisa en aeropuertos y pistas de aterrizaje.
- Sistemas de radiobalizas para áreas costeras, ríos navegables y áreas agrícolas.
- Investigación científica sobre cinemática.
- Operaciones industriales.
- Topografía.
- Naves espaciales.
Nuevos desarrollos
Actualmente existen sistemas comerciales que calculan los errores en una determinada área y ponen los datos de corrección a disposición de los usuarios. Las correcciones se pueden distribuir a través de sistemas de radio. Actualmente se está probando la distribución a través de Internet en forma experimental.
Los equipos de alta gama suelen tener un formato dirigido a un método GPS diferencial llamado cinemática.
Por ejemplo, el formato WAAS, de la Administración Federal de Aviación (FAA) de los Estados Unidos, está disponible en ese país de manera gratuita, por lo que muchos fabricantes lo están incorporando a los receptores.
Aunque en el mercado argentino se ofrecen equipos de GPS diferencial, se debe tener en cuenta que la precisión depende de la ubicación, área a relevar y proveedor del servicio de corrección de los datos.
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