Bueno, justo antes de responder esta pregunta, nunca me encontré con ese tipo de preguntas sobre ubicaciones en tiempo real. Revolviendo muchas páginas, terminé con algo realmente muy interesante.
Quisiera agradecerle por hacerme esta pregunta.
OK, así que sin perder más tiempo, avancemos hacia la respuesta.
- ¿Qué pasaría si la Tierra dejara de girar?
- ¿Qué tan contaminados están los fondos marinos?
- ¿Es posible crear condiciones de vida en Marte? ¿Puede el hombre algún día habitar Marte?
- ¿Qué pasaría si cavaras un agujero en el centro de la Tierra?
- ¿La Tierra tuvo un día más corto en el pasado distante? ¿Qué tan corto fue?
Un número ideal de satélites para nuestro planeta es 5. 3 en órbitas polares a un intervalo de 120 °, y dos por encima de los ecuadores en longitudes opuestas, en puntos perpendiculares a los planos en los que orbitan los satélites polares. Ahora, como todos los demás sistemas ideales, esta colocación ideal de satélites no es posible, porque todavía no hemos podido sincronizar la precesión de 3 satélites polares con 2 satélites ecuatoriales. Aunque es ideal, aún con este sistema vas a perder una pequeña sección del planeta, donde el satélite está demasiado bajo sobre el horizonte para ver la superficie.
Seis aviones para el sistema satelital ORBCOMM
¿Y ahora que?
4 es en realidad el número, como se documenta en la patente US4854527 (obtenga el enlace a continuación en la sección de notas para leer más). Es una constelación tetraédrica que utiliza órbitas elípticas. En un hemisferio dos tienen su punto adicional, mientras que otros dos tienen la cobertura opuesta. El período orbital es de 27 horas.
Para entender por qué se necesitan 4 satélites, consideremos un GPS (Sistema de Posicionamiento Global) típico. Utilizado colliqualy, el término GPS (como lo implica la S) es un sistema compuesto por los receptores, la constelación de satélites que orbitan la Tierra y los centros de control que monitorean la velocidad y la forma de las órbitas de los satélites. Según el observatorio naval de EE. UU., Actualmente hay 32 satélites en órbita, 27 están en uso principal, mientras que los otros sirven como respaldo en caso de que falle un satélite principal.
Juntos, los satélites, los centros de control y los usuarios conforman los tres segmentos en los que se basa el GPS:
- El segmento espacial
- El segmento de control
- El segmento de usuario
Estos segmentos se comunican mediante señales de radio. Aquí solo discutiremos un segmento espacial GPS.
El segmento espacial
El segmento espacial consta de todos los satélites en la constelación GPS, que sufre cambios continuos a medida que se lanzan nuevos satélites y otros se retiran periódicamente. Cada satélite orbita la Tierra siguiendo uno de los seis planos orbitales.
Los planos orbitales están dispuestos para garantizar que al menos 4 satélites estén “a la vista” en cualquier momento dado, en algún lugar de la Tierra. Los receptores necesitan tres satélites para determinar la posición, mientras que el cuarto mejora la medición y proporciona la capacidad de calcular la elevación. Dado que cuatro satélites deben ser visibles desde cualquier punto del planeta y el satélite está dispuesto en seis planos orbitales, el número mínimo de satélites necesarios para proporcionar una cobertura total en cualquier lugar de la Tierra es 24.
¿Por qué 1, 2, 3 o 4 satélite?
Como se discutió anteriormente, la constelación GPS está configurada para que un mínimo de cuatro satélites siempre estén “a la vista” en todas partes de la Tierra. Si solo hubiera una señal de satélite disponible para un receptor, lo mejor que un receptor podría hacer sería utilizar el tiempo de la señal para determinar su distancia desde ese satélite, pero la posición del receptor podría estar en cualquiera de los infinitos puntos definidos por una esfera imaginaria con ese radio que rodea al satélite (el “rango” de ese satélite). Si hay dos satélites disponibles, un receptor puede decir que su posición está en algún lugar a lo largo de un círculo formado por la intersección de los dos rangos esféricos. Cuando se conocen distancias de tres satélites, la posición del receptor debe ser uno de los dos puntos en la intersección de tres rangos esféricos. Los receptores GPS suelen ser lo suficientemente inteligentes como para elegir la ubicación más cercana a la superficie de la Tierra. Como mínimo, se requieren tres satélites para una reparación bidimensional (horizontal). Se necesitan cuatro rangos para una corrección tridimensional (horizontal y elevación).
Una corrección de ubicación en 2-D requiere tres satélites. Agregar un cuarto satélite permite la ubicación en 3-D (horizontal + elevación).
Por lo tanto, se necesitan un mínimo de 4 satélites. Espero que entiendas.
Más información
Los satélites GPS emiten señales en dos frecuencias de radio reservadas solo para la navegación por radio. Son 575,42 MHz (L1) y 1227,6 MHz (L2). La porción pública del usuario dependía solo de la frecuencia L1; La frecuencia L2 se ha utilizado para dos señales cifradas solo para uso militar. Todos los satélites GPS están equipados con un reloj atómico que mantiene la hora con una precisión excepcional. En general, los satélites GPS emiten “códigos pseudoaleatorios” que contienen la información sobre el tiempo y la trayectoria orbital del satélite.
El rango satelital es similar a una técnica más antigua llamada trilateración, que los topógrafos utilizan para determinar una ubicación horizontal basada en tres distancias conocidas.
Notas
- Quiere saber más sobre la patente US4854527, haga clic en este enlace:
Patente US4854527 – Constelación tetraédrica de cobertura continua multisatélite
- Se han hablado imágenes de Google y GEOG 60: mapeando nuestro mundo cambiante.
- Adaptado de DiBiase, David, The Nature of Geographic Information y GEOG 60: Mapping our Changing World.
-Agradeciéndote
(Prajjwal Pathak)
