viernes, julio 31, 2009

Sistema de posicionamiento global


El Global Positioning System (GPS) o Sistema de Posicionamiento Global (más conocido con las siglas GPS, aunque su nombre correcto es NAVSTAR-GPS1, un Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) que permite determinar en todo el mundo la posición de un objeto, una persona, un vehículo o una nave, con una precisión hasta de centímetros, usando GPS diferencial, aunque lo habitual son unos pocos metros. Aunque su invención se 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 el globo, a 20.200 km, con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie de la Tierra. Cuando se desea determinar la posición, el receptor 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. En base a estas señales, el aparato sincroniza el reloj del GPS y calcula el retraso de las señales; es decir, la distancia al satélite. Por "triangulación" calcula la posición en que éste se encuentra. La triangulación en el caso del GPS, a diferencia del caso 2-D que 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.

El Sistema Global de Navegación por Satélite lo componen:


  1. Sistema de satélites. Está formado por 24 unidades con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie del globo terráqueo. Más concretamente, repartidos en 6 planos orbitales de 4 satélites cada uno. La energía eléctrica que requieren para su funcionamiento la adquieren a partir de dos paneles compuestos de celdas solares adosados a sus costados.

  2. Estaciones terrestres. Envían información de control a los satélites para controlar las órbitas y realizar el mantenimiento de toda la constelación.

  3. Terminales receptores: Indican la posición en la que están; conocidas también como Unidades GPS, son las que podemos adquirir en las tiendas especializadas.

Evolución GPS


El GPS está evolucionando hacia un sistema más sólido (GPS III), con una mayor disponibilidad y que reduzca la complejidad de las aumentaciones GPS. Algunas de las mejoras previstas comprenden:

  • Incorporación de una nueva señal en L2 para uso civil.

  • Adición de una tercera señal civil (L5): 1176,45 MHz

  • Protección y disponibilidad de una de las dos nuevas señales para servicios de Seguridad Para la Vida (SOL).

  • Mejora en la estructura de señales.

  • Incremento en la potencia de señal (L5 tendrá un nivel de potencia de -154 dB).

  • Mejora en la precisión (1 – 5 m).

  • Aumento en el número de estaciones monitorizadas: 12 (el doble)

Permitir mejor interoperabilidad con la frecuencia L1 de Galileo El programa GPS III persigue el objetivo de garantizar que el GPS satisfará requisitos militares y civiles previstos para los próximos 30 años. Este programa se está desarrollando para utilizar un enfoque en 3 etapas (una de las etapas de transición es el GPS II); muy flexible, permite cambios futuros y reduce riesgos. El desarrollo de satélites GPS II comenzó en 2005, y el primero de ellos estará disponible para su lanzamiento en 2012, con el objetivo de lograr la transición completa de GPS III en 2017. Los desafíos son los siguientes:
- Representar los requisitos de usuarios, tanto civiles como militares, en cuanto a GPS.
- Limitar los requisitos GPS III dentro de los objetivos operacionales.
- Proporcionar flexibilidad que permita cambios futuros para satisfacer requisitos de los usuarios hasta 2030.
- Proporcionar solidez para la creciente dependencia en la determinación de posición y de hora precisa como servicio internacional.

Funcionamiento GPS


El sistema GPS funciona en cinco pasos lógicos: Triangulación, Medición de distancia, Tiempo, Posición y Corrección.
  • Triangulación
    Nuestra posición se calcula en base a la medición de las distancias a los satélites Matemáticamente se necesitan cuatro mediciones de distancia a los satélites para determinar la posición exacta. En la práctica se resuelve nuestra posición con solo tres mediciones si podemos descartar respuestas ridículas o utilizamos ciertos trucos. Se requiere de todos modos una cuarta medición por razones técnicas que luego veremos.

  • Midiendo la distancia
    La distancia al satélite se determina midiendo el tiempo que tarda una señal de radio, emitida por el mismo, en alcanzar nuestro receptor de GPS. Para efectuar dicha medición asumimos que ambos, nuestro receptor GPS y el satélite, están generando el mismo Código Pseudo Aleatorio en exactamente el mismo momento. Comparando cuanto retardo existe entre la llegada del Código Pseudo Aleatorio proveniente del satélite y la generación del código de nuestro receptor de GPS, podemos determinar cuanto tiempo le llevó a dicha señal llegar hasta nosotros. Multiplicamos dicho tiempo de viaje por la velocidad de la luz y obtenemos la distancia al satélite.

  • Obtener un Timing Perfecto
    Un timing muy preciso es clave para medir la distancia a los satélites. Los satélites son exactos porque llevan un reloj atómico a bordo. Los relojes de los receptores GPS no necesitan ser tan exactos porque la medición de un rango a un satélite adicional permite corregir los errores de medición.

  • Posición Además de la distancia, el GPS necesita conocer exactamente donde se encuentran los satélites en el espacio. Orbitas de mucha altura y cuidadoso monitoreo, le permiten hacerlo.

  • Corrección. Finalmente el GPS debe corregir cualquier demora en el tiempo de viaje de la señal que esta pueda sufrir mientras atraviesa la atmósfera.

Rastreo Vehicular Automatizado AVL


El sistema de Rastreo Vehicular Automatizado (RVA) ó AVL que es el acrónimo de Automatic Vehicle Location, se aplica a los sistemas de localización remota en tiempo real, basados generalmente en el uso de un GPS y un sistema de transmisión que es frecuentemente un módem inalámbrico. El sinónimo europeo es Telelocalización.
Podemos encontrar sistemas conocidos como “en línea” y “fuera de línea”,1 teniendo como diferencia el hecho de poder comunicar la información de manera instantánea o no.
Los sistemas en línea se apoyan en la transmisión inalámbrica de datos, la cual nos da como ventaja gran movilidad y nos permite tener una comunicación en tiempo real de lo que sucede en nuestro vehículo ( Bluetooth, satélites, celulares, etc).
Los sitemas fuera de línea son aquellos en los que la información no es transmitida en tiempo real, es necesario utilizar un dispositivo de memoria para poder transportarla y analizarla.

En la mayoría de los casos, la localización es determinada utilizando un equipo GPS y la transmisión hacia el lugar de control es mediante tecnologías de comunicaciones como la satelital, celular o radio, utilizando un Módem de transmisión ubicado en el vehículo como parte (o adosado) al dispositivo GPS.
Algunas otras posibilidades para determinar la localización del vehículo, si no es con GPS son el uso de DR (Dead reckoning), Navegación Inercial o RFID e incluso alguna combinación de varias de dichas tecnologías.

En el caso de la transmisión de datos, en sus inicios el principal medio fue la radio, posteriormente se usó la tecnología celular (generando una llamada) o mediante mensajes de texto (SMS). Actualmente la mayoría de los sistemas modernos utilizan tecnologías celulares diseñadas para la transmisión de datos como GSM/GPRS, CDMA/1xRTT y EDGE entre otras, aprovechando la gran cobertura de estas redes de datos en la actualidad y la ventaja de que el cobro de transmisión se realiza normalmente por Kilobytes transmitidos y no por tiempo de conexión.
Adicionalmente, dada la baja de los costos y el mínimo ancho de banda utilizado por esta tecnología, cada vez es más común el uso de tecnología Satelital para la transmisión de datos, con la ventaja de su cobertura global en cualquier punto del planeta, lo que es imprescindible para aplicaciones como navegación, minería o forestal en que se trabaja en zonas en que normalmente no existe cobertura de las redes celulares.

Una aplicación del GPS: Sistemas de Navegación embarcados en Vehículos.


En la actualidad una de las aplicaciones básicas de los sistemas GPS es la de servir como herramienta útil para implementar sistemas de gestión de flotas de vehículos. Los sistemas de navegación son sistemas de posicionamiento geográfico válidos para diferentes tipos de vehículos ya sean terrestres, marítimos o aéreos, que poseen comunicaciones bidireccionales entre una base o centro de control y los vehículos a controlar, y también con la posibilidad de comunicación entre móviles.Los sistemas de navegación son capaces de suministrar del móvil a su central, de móvil a móvil, de central a cualquiera de sus móviles, cuanta información sea necesaria, tanto de su posicionamiento como del estado del vehículo. La central puede incluso crear las rutas y acciones de cada vehículo y se las transmite a cada uno de ellos.Los sistemas de navegación para gestión de flotas, por tanto, se basarán en la utilización del GPS para obtener los datos sobre su posición, y en otro sistema de comunicaciones que facilitará el enlace central móvil, o móvil móvil. Este sistema de comunicación dependerá de la utilización y cobertura que el usuario quiera poseer (Radio, trunking, GSM, INMARSAT, Internet por GSM, etc.)Para finalizar hay que decir que cualquiera de los sistemas anteriormente descritos se complementan con sistemas de cartografía GIS, siendo de gran utilidad en trabajos de topografía, diseño de redes y cableado en ciudades (CATV), georeferenciación de información, gestión de flotas de ambulancias, servicios de mensajería, uso en actividades de ocio (deportes de aventura, orientación, montañismo, etc.).

Volkswagen of America & Google, una visión del futuro


Volkswagen, Google y el fabricante de microchips nVidia están trabajando en un sistema de navegación tridimensional para autos que ofrece mayor realidad que los sistemas convencionales.
Conductor y pasajero serán capaces de reconocer su posición gracias a la topografía y a las dimensiones de los edificios.
Volkswagen, a través de su laboratorio ERL (Electronic Research Laboratory), en Palo Alto, California, junto con Google y nVidia, están trabajando en otras mejoras como actualizaciones personalizadas. El sistema incluye pantalla táctil, actualización en tiempo real del tráfico, información de restaurantes, gasolineras y otros puntos de interés.
Se espera que este prototipo esté disponible en los próximos años.

Certificación CESVI, solo 5 empresas lograron la certificación.

Únicamente cinco empresas que ofrecen servicios de localización vehicular en México han logrado aprobar la certificación desarrollada por CESVI en México, la primera en su tipo en América Latina, entre un universo de cerca de 100 empresas.
Osiel Velázquez, gerente de Valuación y Ajuste de CESVI México y coordinador del equipo que desarrolló la certificación mexicana, dijo que todavía hay un importante número de empresas de localización que no han asistido a certificarse, lo cual les generaría considerables ventajas comerciales.
Las empresas que obtuvieron su certificación con CESVI, han podido acreditarse ante las diversas empresas aseguradoras y éstas han recomendado la tecnología de las firmas proveedores a las armadoras automotrices y público en general, explicó.
Las empresas de localización vehicular que actualmente han conseguido su certificación con CESVI son: Tracking Systems de México del grupo UDA, LoJack, Encontrack, Digicar y Pointer the Location.
Cabe decir que esta certificación fue desarrollada en el año 2003 y ha venido en un proceso de perfeccionamiento constante, con base en reglamentaciones similares de Inglaterra y de Canadá, dando como resultado una certificación más completa que la desarrollada en dichas naciones.

Rastreo satelital reduce 30% costo operativo en empresas


El sistema de rastreo satelital no sólo permite hoy la ubicación exacta de los vehículos en caso de robos, sino también es un factor determinante para el aumento de la productividad de las empresas que emplean este servicio.
El sistema de rastreo satelital logra reducir en un 30% aproximadamente los costos operativos de las empresas que lo utilizan, según manifestó el ingeniero Rafael Acosta, directivo de Protek, durante una charla brindada en el local del Club de Ejecutivos del Paraguay.
Expresó, además, que la incorporación de esta nueva tecnología en Paraguay abre un abanico de posibilidades para las empresas, principalmente aquellas relacionadas al transporte de cargas y vehículos, ya que gracias a ella se puede lograr la optimización de los servicios.
"Acá ya no hablamos simplemente de la localización exacta de vehículos, como fue en un principio, hace algunos años, cuando se presentó este servicio como una solución rápida en caso de robos. Lo que hay que considerar hoy, más allá de esto, es que su implementación tiene directa incidencia en el momento de medir la productividad de las empresas que aprovechan sus ventajas para aumentar su rendimiento", afirmó.
Explicó también que esto ocurre al introducir este servicio en el sistema operativo de una compañía, con lo que amplía automáticamente su base de datos a fin de determinar así su mejor funcionalidad.
"En el caso de las compañías de carga, permite monitorear la flota de sus vehículos, con datos precisos de su ubicación, su velocidad, rumbo de destino, además de brindar la opción de un sistema de alarmas que detectan aperturas de puertas a destiempo, destapes de tanques de cisternas, exceso de velocidad, entre otras posibilidades en tiempo real", remarcó.
Dijo que todos estos factores inciden finalmente en el mejor rendimiento de la empresa ya que afectan directamente en sus costos operativos. "Según nuestra propia experiencia, gracias a este sistema, logramos reducir nuestros costos en un 30%", acotó.
Con respecto a su empleo en la administración pública, Acosta dijo: "El uso del rastreo satelital a través de la tecnología GPS es una herramienta indispensable a la hora de transparentar y brindar una mayor seguridad a todo el proceso de traslado de las mercaderías y personas".