En primer lugar, definimos el concepto de círculo máximo como el círculo resultante de una sección realizada a la esfera terrestre por un plano que pasa por su centro. Este círculo máximo resultante tiene el mismo radio que la esfera.

La ortodrómica es el arco, menor de 180 grados, del círculo máximo que une los dos puntos. De este modo, la ortodrómica es el camino más corto entre dos puntos de la superficie terrestre. Cuando los dos puntos están separados exactamente 180 grados, se conocen como antípodas, y entre ellos podríamos trazar infinitos arcos de igual longitud.

El gran inconveniente de la ortodrómica es que presenta un ángulo diferente al cortar a cada meridiano, excepto cuando dicha ruta coincide con un meridiano o con el Ecuador.

Dado que seguir la ruta ortodrómica obliga a continuos cambios de rumbo, cuando la distancia a recorrer no es muy elevada, se utiliza la loxodrómica, conocida como la línea que une dos puntos de la superficie terrestre cortando a todos los meridianos bajo el mismo ángulo. La loxodrómica es, por tanto, fácil de seguir manteniendo siempre el mismo ángulo con el Norte.

Pedro Nunes, geógrafo portugués, demostró en 1546 que seguir la ruta loxodrómica no permite a un navío dar la vuelta al mundo regresando al punto de partida. Nunes demostró que la curva recorrida se va acercando al polo, alrededor del cual da infinitas vueltas sin llegar nunca a él.

Vía | Wikipedia
En Genciencia | Las coordenadas geográficas

Cada satélite emite una señal que es continuamente registrada por un receptor en la superficie terrestre. De este modo, si el reloj de que disponen tanto el satélite como el receptor están sincronizados, se podrá calcular el tiempo de viaje de la señal, al saber en que momento se emite la señal en el satélite y en que momento se recibe en el receptor.

Multiplicando este tiempo por la velocidad de la luz hallaremos la distancia entre cada satélite y receptor. Cada distancia define una esfera con centro en el satélite, y la intersección de 3 esferas nos daría analíticamente la posición del punto a través de sus 3 coordenadas tridimensionales (X, Y, Z).

No obstante, es muy difícil que los relojes u osciladores de los satélites y el receptor estén perfectamente sincronizados, ya que la precisión del reloj del receptor es menor que la del satélite. Para solucionar este problema necesitaremos medidas desde al menos 4 satélites.

El G.P.S. se divide en tres segmentos: segmento espacial, segmento de control y segmento usuario.

El segmento espacial contiene los satélites emisores de las señales, conocidos como Constelación NAVSTAR ( NAVigation Satellite Timing And Ranging), que consta de un mínimo de 24 satélites dispuestos en 6 planos orbitales, con 55º de inclinación con respecto al Ecuador. Dispone además de algunos satélites de recambio, por si alguno de los que están en funcionamiento fallasen.

Los satélites están a una altura de 20.200 kilómetros, y actúan como un punto de referencia conocido, transmitiendo información utilizando dos frecuencias de referencia L1=1575.42 MHz y L2=1227.60 MHz. Sobre estas frecuencias se modulan 2 códigos, llamados C/A y P. El código C/A, (Clear/Acces o Course/Acquisition), está disponible para todos los usuarios mientras que el código P (Precision-code), se reserva para usos militares.

Los satélites están distribuidos de manera que garanticen al menos 4 satélites visibles desde cualquier punto del mundo, las 24 horas del día.

El segmento de control es quien gobierna el sistema, a través de 5 estaciones situadas en Tierra con gran precisión. Estas estaciones son Hawai, Colorado Springs, Isla de Ascensión en el Atlántico Sur, Diego García en el Índico y Kwajalein en el Pacífico Norte. Estas estaciones realizan un seguimiento continuo de los satélites y pueden realizar cambios en la información transmitida por los satélites.

Por último, el sector usuario está constituido por todos los equipos utilizados para la recepción de las señales emitidas por los satélites y empleados para el posicionamiento, para la navegación o para la determinación del tiempo con precisión.

El G.P.S. es utilizado en múltiples campos como la geodesia, geofísica, geodinámica, astronomía, meteorología, topografía o cartografía. También se utiliza en la navegación marina, aérea o terrestre, en la sincronización del tiempo, para controlar flotas y maquinaría, en la localización automática de vehículos o en la exploración y en los deportes de aventura.

Vía | Libro GPS Theory and Practice
Más información | GPS
En Genciencia | Buscando un sustituto del G.P.S. para los satélites

El comisario europeo de Transportes, Jacques Barrot, dijo el miércoles que había escrito a las ocho empresas que desarrollan el proyecto espacial para descubrir la razón del retraso, que supera ya el año. Por otro lado, un diplomático francés aseguró al Financial Times que los ministros de Transporte de los países de la Unión Europea se reunirán la próxima semana con las mayores empresas aeronáuticas europeas para darles un ultimátum.

El consorcio, con empresas de cinco Estados, está formado por EADS, propietaria del constructor de aviones Airbus, además de las españolas Aena e Hispasat, las francesas Thales y Alcatel-Lucent, la británica Inmarsat, la italiana Finmeccanica y un grupo alemán liderado por Deutsche Telecom.

El proyecto Galileo, encargo de la Agencia Espacial Europea (ESA), organización intergubernamental dedicada a la exploración espacial y compuesta por 17 Estados miembros, preveía poner los satélites en órbita en el 2010, pero su puesta en funcionamiento se ha aplazado hasta el 2011 y cada día se dilata esa fecha, según el portavoz del comisario de Transportes europeo.

Según el FT, algunos Gobiernos de la Unión Europea temen que China se adelante a Europa y lance un nuevo competidor antes de que Galileo esté en funcionamiento. El sistema chino de navegación, Beidou, o Compass, brújula en inglés, podría estar en órbita en el 2008 y cubriría eventualmente todo el planeta, aseguró el Gobierno de Pekín recientemente.

Según el rotativo, fuentes del consorcio Galileo dudan de que se vuelva a trabajar en el sistema de navegación hasta que existan garantías de que se quitarán clientes a GPS, el sistema militar estadounidense gratuito, que ha copado el mercado de navegadores para automóviles. Las compañías no creen que Galileo atraiga a suficientes clientes y existen también dudas sobre los beneficios.

Galileo ofrecerá dos señales, una de libre acceso y otra de pago, y su margen de error será de un máximo de un metro, lo que representa una mejora con respecto al GPS estadounidense. El sistema será usado para controlar desastres naturales, para rescates en el mar y el aire y para usos comerciales, incluida la seguridad en la carretera y el cobro de peajes.

Según la Comisión Europea, los servicios que prestan los satélites supusieron en el 2005 una cifra de 60.000 millones de euros, y ese negocio crece a un ritmo anual del 25 por ciento. Bruselas ha declarado que el sistema es necesario debido a la dependencia actual del sistema GPS, ya que en tiempos de crisis los estadounidenses podrían impedir el acceso al mismo.

Vía | Terra
En Genciencia | GIOVE, nueva web abierta al público
Más información | Financial Times