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Tecnología
GPS
Funcionamiento GPS
Interpretar el GPS
GSM, GPRS y SMS
Rastreo GPS pasivo

Tecnología GPS

El Global Positioning System (GPS) o Sistema de Posicionamiento Global (más conocido con las siglas GPS aunque su nombre correcto es NAVSTAR-GPS ) es un Sistema Global de Navegación por Satélite, el cual permite determinar en todo el mundo, la posición de un objeto, una persona, un vehículo o una nave, con una precisión del orden de metros. Aunque su invención se le atribuye a los gobiernos Francés y Belga, el sistema fue desarrollado e instalado, y actualmente es operado, por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos.

El GPS funciona mediante una red de 27 satélites (24 operativos y 3 de respaldo) en órbita sobre la tierra a 20.200 km, con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie de la Tierra. Cuando se desea determinar la posición, el aparato que se utiliza para ello localiza automáticamente como mínimo tres satélites de la red, de los que recibe unas señales indicando la posición y el reloj de cada uno de ellos. Con base en estas señales, el aparato sincroniza el reloj del GPS y calcula el retraso de las señales, es decir, la distancia al satélite.

Aplicando técnicas matemáticas, basado en intersecciones de esferas, calcula la posición en que éste se encuentra. Este proceso consiste en averiguar el ángulo respecto de puntos conocidos, se basa en determinar la distancia de cada satélite respecto al punto de medición. Conocidas las distancias, se determina fácilmente la propia posición relativa respecto a los tres satélites. Conociendo además las coordenadas o posición de cada uno de ellos por la señal que emiten, se obtiene la posición absoluta o coordenadas reales del punto de medición. También se consigue una exactitud extrema en el reloj del GPS, similar a la de los relojes atómicos que llevan a bordo cada uno de los satélites.

La antigua Unión Soviética tenía un sistema similar llamado GLONASS, ahora gestionado por la Federación Rusa. Actualmente la Unión Europea está desarrollando su propio sistema de posicionamiento por satélite, denominado 'Galileo'.

 
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Consideraciones de Funcionamiento del GPS

Debido a que el GPS tiene que buscar la señal emitida por al menos 3 satélites para poder calcular su posición, una vez que cualquier tipo de receptor es recién instalado, este debe de ejecutar una secuencia llamada arranque en frío. Esto significa que buscará la señal de cada uno de los 27 satélites y en base a los que encuentre, identificará su satélite de origen y hasta entonces podrá calcular su posición. Esto significa que el tiempo que tardará en calcular su posición por primera vez será entre 5 y 10 minutos, dependiendo de la calidad de la señal que reciba. Una vez que el receptor obtenga estos datos, los próximos cálculos serán mucho mas rápidos, del orden de 0.3 segs y de 1 minuto en reinicio.

De la misma manera, si el receptor se encuentra localizado en algún lugar cerrado, como un estacionamiento, no podrá detectar la señal de los satélites y por lo tanto no podrá calcular su posición en ese instante. Sin embargo, se han desarrollado receptores GPS de alta sensibilidad que si pueden detectar señales satelitales mas débiles, aunque estas sean atenuadas por paredes o condiciones atmosféricas adversas, aunque no en ambientes hostiles para las señales, como lo son estacionamientos subterráneos, etc. Este tipo de receptores están integrados en el Max-Tracker y el GPS Logger.

La siguiente figura muestra el comportamiento de los satélites de GPS que orbitan alrededor del mundo y el número de satélites que un receptor móvil puede detectar desde la tierra.

 
   
 
 
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¿Cómo puedo interpretar los datos del GPS?

La posición de cualquier punto sobre la superficie de la tierra puede ser definida con 2 mediciones. La latitud y la Longitud. Cuando usted utiliza el Max-Tracker en modo SMS las coordenadas que recibe en su teléfono móvil, son estas 2, y como se dijo, representan la posición en la que se encuentra el vehículo que se está rastreando, al cual llamaremos P.

 

 

 
 

 

La latitud (en amarillo) es la distancia angular del punto en cuestión al Ecuador, recordemos que a este le corresponde la latitud cero, medida a lo largo de su meridiano (en rojo). Cuando el ángulo representado por la latitud se localiza por encima del Ecuador, es decir en el hemisferio Norte de la tierra, se integra a la coordenada la inicial N.

Aguascalientes México se encuentra en 21° 12.3434" N. Si el punto P de localizara debajo del ecuador por ejemplo en Chile, la latitud debería de terminar con una S que denote el hemisferio Sur. Por ejemplo: 21° 12.3434 S. Debido a que la latitud mide el ángulo en los hemisferios norte o sur sus valores deben estar en 0° y 90°.

La longitud (en verde) es la distancia angular entre el meridiano del punto P y el meridiano de Greenwich medida a lo largo del Ecuador. Si el meridiano se encuentra en dirección hacia el continente Americano, respecto a Greenwich (Inglaterra), entonces la coordenada sera hacia el Oeste (se añade una W a la coordenada). Si el meridiano se encuentra en dirección al continente Asiático, respecto a Greenwich, entonces la longitud será hacia el este (se añade una E). Por ejemplo: Aguascalientes México se encuentra en 102° 34.1210" W. Se puede observar que la Longitud solo puede tener valores entre 0° y 180°.

Por lo tanto un vehículo localizado en Aguascalientes, México debe enviar un SMS con el siguiente texto:

 

 

 Position:

Max-Tracker Data:

Hora de Cálculo: 15:48:22

Lat: 21" 52.7395 N

Lon: 102" 16.8570 W

Sats: 05

Vel. Km/h: 000.0

Texto que identifica el mensaje

 

Hora en que se envió el SMS. Tiempo del centro de México, en horario de verano

Coordenadas del vehículo

Satélites usados para el cálculo

Velocidad del vehículo

 

 

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GSM, GPRS y SMS  

Global System Mobile Comunications o Sistema Global de Comunicaciones Móviles.

Es un sistema digital de telecomunicaciones principalmente usado para telefonía móvil. Existe compatibilidad internacional entre redes, por tanto, un teléfono GSM puede funcionar teóricamente en todo el mundo. La tecnología de las redes de telefonía móvil GSM, integra una serie de servicios y características especiales como son:

 
  • Identificación de una unidad de comunicación móvil (sea teléfono o una terminal) por medio de una tarjeta SIM. (Single Identification Module -Modulo Simple de Identificación) que se refiere a una tarjeta que es una pequeña memoria. Esta memoria contiene un código que identifica al usuario en la red GSM. Es intercambiable entre terminales

 
  • Servicios de envío de mensajería instantánea o SMS. (Short Message Service- Servicio de Mensajes Cortos). Cada mensaje de texto es un conjunto de palabras que se pueden enviar entre terminales. Actualmente el envío de SMS puede ser internacional. La longitud máxima de caracteres que se pueden enviar son 160 (o menos, dependiendo del formato del texto)

 
  • Conexión GPRS. General Packet Radio Service o GPRS es una tecnología digital de telefonía móvil. GPRS es una forma de transmitir datos dentro de una red GSM. La ventaja es que el cobro por parte del operador de telefonía móvil sólo se produce por la información transitada, no por el tiempo de conexión. Esto hace posible aplicaciones en la que un dispositivo móvil se conecte a la red y permanezca conectado durante un periodo prolongado de tiempo sin que ello afecte en gran medida a la cantidad facturada por el operador
 
   
   

¿Por que una unidad de GPS para rastreo activo vehicular necesita comunicación GSM?

La unidad de rastreo tiene la capacidad de en base a la señal enviada por los satélites GPS, poder calcular su posición en la tierra. Pero necesita a la vez una forma de poder enviar esos datos sobre su posición a la persona o el sistema que requiere saber en donde se encuentra el vehículo. Es ahí en donde entra la comunicación vía GSM. Al utilizar GSM el módulo puede enviar la información vía GPRS para rastreo continuo y visualizar su trayectoria desde una página de internet o SMS para rastreo solo en momentos predeterminados y recibir la información en el teléfono móvil. Ambas formas de rastreo se denominan Rastreo Vehicular GPS de tipo Activo.

Los datos solo se pueden enviar si el dispositivo se encuentra en una zona que tenga cobertura de señal GSM.

 

 
 
Mapa de cobertura en México de Servicio GSM. 2009  
 
   
 

Rastreo GPS Pasivo

El rastreo pasivo se puede explicar como un sistema de rastreo que almacena toda la información en una memoria y se descarga físicamente al llegar la unidad a una base, a diferencia del rastreo activo que envía toda la información en tiempo real.

Ejemplo:

Una unidad de rastreo pasivo contiene 2 elementos: un receptor de Señal GPS que calcula su posición y una memoria en la que ALMACENA dichos datos. Cuando el vehículo regresa a su punto de partida o llega a su destino, se descarga la información de la memoria y ya entonces se puede visualizar su recorrido.

 

 

 

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