¿Qué es un Módulo GPS?
Un módulo GPS es un dispositivo que recibe señales GPS transmitidas desde una serie de satélites situados en el espacio y determina información posicional y de otro tipo. GPS es el acrónimo de “Global Positioning System” (Sistema de Posicionamiento Global), un sistema que puede proporcionar información precisa sobre la posición en todo el mundo. Si se puede obtener información precisa sobre la posición con un módulo GPS, es posible calcular la velocidad y la dirección en la que se viaja en ese momento y la distancia hasta el destino.
El GPS es un sistema de posicionamiento por satélite que funciona en EE.UU., pero en Japón existe un sistema de posicionamiento por satélite llamado MICHIBIKI, que puede corregir la información del GPS.
Usos de los Módulos GPS
Los módulos GPS se utilizan para aplicaciones de posicionamiento para dispositivos que requieren movimiento, información de posición, velocidad de movimiento, dirección, etc. Entre los usos específicos de los módulos GPS se incluyen:
- Observación de la posición para el uso de aplicaciones cartográficas en smartphones y relojes inteligentes.
- Cálculo de la posición del vehículo, velocidad, dirección y distancia al destino en sistemas de navegación para automóviles
Dependiendo de las especificaciones del producto del módulo GPS, es importante seleccionar un módulo GPS teniendo en cuenta el grado de precisión posicional, el tiempo de cálculo y el grado de error en la información de posición.
Si hay obstrucciones a la señal GPS, como subterráneos o edificios, es posible que la señal no se reciba con precisión. Algunos módulos GPS de alta precisión pueden recibirse procesando la señal que se hace más pequeña gracias al apantallamiento.
Principios de los Módulos GPS
El principio de un módulo GPS es que tiene un algoritmo de procesamiento de señales que calcula la posición actual del módulo recibiendo señales GPS emitidas desde satélites y procesando y analizando las señales.La parte receptora de un módulo GPS suele ser una antena pasiva como una antena de parche y un LNA (amplificador de bajo ruido). Para calcular la posición exacta, la señal GPS se procesa detectando y amplificando la señal débil y realizando un procesamiento de RF y de banda base.
Los algoritmos utilizados para procesar la señal GPS están diseñados para aumentar la precisión de la detección de posición y reducir el consumo de corriente. Las señales GPS emitidas desde los satélites se transmiten generalmente en dos frecuencias diferentes. La señal contiene la hora del día en que se transmite y la posición exacta del satélite en ese momento.
A continuación, las señales GPS son recibidas por el receptor del módulo GPS, que recibe señales de cuatro o más satélites. La señal GPS permite calcular la distancia desde los satélites y, si se conoce la distancia desde tres satélites, se puede calcular la posición actual en la Tierra.
El cuarto satélite y los siguientes se utilizan para ajustar los errores de tiempo y ayudar a calcular una información de posición más precisa.
Más Información sobre los Módulos GPS
1. Frecuencias Gestionadas por el Módulo GPS
Las frecuencias que manejan los módulos GPS suelen ser 1575,42 MHz, conocida como banda L1, y 1227,6 MHz, conocida como banda L2; a veces se utiliza la banda L5, 1176,45 MHz.
La banda L1 contiene tanto un código de identificación civil llamado código C/A como un código militar llamado código P, utilizándose normalmente el código C/A.
2. Precisión Posicional de los Módulos GPS
Diversos factores afectan a la precisión de medición de un módulo GPS, pero las principales fuentes de error son.
Ionosfera
Una de las capas de la atmósfera que ralentiza las señales de los satélites GPS a su paso, provocando errores.
Troposfera
Es otra capa de la atmósfera. La refracción de las ondas de radio en el aire seco y en el vapor de agua provoca errores.
Multibus
Cuando se reciben las ondas de radio emitidas por los satélites GPS, éstas se reflejan en diversos objetos, como el suelo y las estructuras. Este fenómeno, conocido como multitrayectoria, perturba las ondas de radio y provoca errores.
De ellos, el multitrayecto es el factor de error más importante, ya que limita el número de satélites que pueden recibirse y el posicionamiento entre ellos. El error varía en función de las prestaciones del propio módulo GPS, pero el tipo instalado en los equipos generales tiene un radio de error de unos 10 metros en buenas condiciones de recepción, y de unos 100 metros en malas condiciones de recepción.
Sin embargo, los smartphones disponen de WiFi, corrección horaria, sistemas de localización por app y otros sistemas de corrección GPS, que pueden utilizarse conjuntamente para mejorar aún más la precisión posicional.