D’on ve el GPS?
El GPS, Global Positioning System, és un sistema desenvolupat pels Estats Units. Va néixer amb finalitats militars durant la dècada de 1970 i, amb el temps, es va obrir a usos civils. Avui és operat i mantingut pels Estats Units i forma part d’un conjunt més ampli de sistemes globals de navegació per satèl·lit, els GNSS.
El principi és sorprenentment senzill: els satèl·lits no “veuen” on ets. És el teu receptor qui calcula la seva pròpia posició.
Com sap el mòbil on som?
Cada satèl·lit GPS transmet constantment dues dades fonamentals: la seva posició i l’hora exacta en què envia el senyal. Els satèl·lits disposen de rellotges atòmics extremadament precisos.
El receptor del mòbil mesura quant ha trigat el senyal a arribar. Com que les ones de ràdio viatgen pràcticament a la velocitat de la llum, aquest petit retard permet calcular la distància aproximada fins a cada satèl·lit.
Amb una sola distància només sabem que som en algun punt d’una esfera al voltant del satèl·lit. Amb diverses mesures, aquestes esferes es van creuant fins a determinar una posició concreta.
En la pràctica es necessiten com a mínim quatre satèl·lits per obtenir les tres coordenades espacials i corregir també l’error del rellotge del receptor. Aquest procés s’anomena trilateració, no triangulació.
I aquí apareix una curiositat fascinant: els rellotges dels satèl·lits no avancen exactament igual que els de la superfície terrestre. La velocitat orbital i la diferència de gravetat produeixen efectes relativistes. Si no es corregissin, els errors de posició s’acumularien ràpidament.
Per què de vegades el GPS s’equivoca?
Un GPS convencional acostuma a donar una precisió de l’ordre d’uns metres, però depèn molt de les condicions. Els errors poden venir de l’atmosfera, dels rellotges i òrbites dels satèl·lits o, sobretot en ciutats, dels senyals que reboten en edificis abans d’arribar al receptor.
També empitjora dins d’edificis, túnels o carrers molt estrets, perquè el receptor veu menys satèl·lits.
Com podem millorar-ne la precisió?
La primera mesura és senzilla: tenir una visió del cel tan oberta com sigui possible. Com més satèl·lits visibles i millor distribuïts estiguin pel cel, millor serà el càlcul.
Els mòbils moderns també poden combinar diferents constel·lacions, com GPS, el sistema europeu Galileo, GLONASS o BeiDou. Galileo és interoperable amb altres sistemes GNSS, cosa que permet disposar de més senyals per calcular la posició.
Els receptors de doble o múltiple freqüència poden corregir millor alguns errors atmosfèrics. I, quan es necessita molta més precisió —topografia, agricultura de precisió o maquinària— es poden utilitzar sistemes de correcció diferencial o RTK, capaços d’arribar a precisions de centímetres.
Així, aquell petit punt que veiem moure’s sobre un mapa és el resultat d’una cosa extraordinària: mesurar diferències de temps minúscules entre senyals enviats des de satèl·lits a milers de quilòmetres de nosaltres.