Aplicaciones y Usos del Sistema GPS

Aplicaciones y Usos del sistema GPS

La índole gratuita, ininterrumpida y fiable del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) ha permitido a los usuarios de todo el mundo desarrollar cientos de aplicaciones que afectan casi todas las facetas de la vida moderna.

Las aplicaciones que se describen en el presente blog son sólo unos cuantos ejemplos. Cada día se inventan nuevos usos del GPS, cuya única limitación es la creatividad de la imaginación humana.

Agricultura.

La combinación del GPS con los sistemas de información geográfica, GIS, ha hecho posible el desarrollo y aplicación de la ‘agricultura de precisión’ o de localización específica. Esas tecnologías permiten acoplar datos obtenidos en tiempo real con información sobre posicionamiento, lo que conduce al análisis y el manejo eficientes de gran cantidad de datos geoespaciales. Las aplicaciones en la agricultura de precisión basadas en el GPS se están usando, además, en la planificación de cultivos, el levantamiento de mapas topográficos, muestreo de los suelos, orientación de tractores, exploración de cultivos, aplicaciones de tasa variable y mapas de rendimiento. Además, el GPS permite a los agricultores trabajar en condiciones de baja visibilidad en los campos, por ejemplo con lluvia, polvo, niebla o penumbra.

     En el pasado, era difícil para los agricultores poder correlacionar las técnicas de producción y el rendimiento con el tipo de terreno, impidiéndoles desarrollar estrategias más eficaces para el tratamiento de los suelos y las plantas. En la actualidad, con la 'agricultura de precisión' es posible aplicar plaguicidas, herbicidas y fertilizantes con mayor precisión y controlar mejor la dispersión de las sustancias químicas. Todo ello redunda en reducciones en los gastos, mayor rendimiento y actividades agrícolas de menor impacto medioambiental.

     La agricultura de precisión está cambiando la manera en la que los agricultores y las grandes empresas agrícolas perciben la tierra de la que sacan sus beneficios. La agricultura de precisión tiene que ver con el acopio de datos geoespaciales oportunos sobre los requerimientos de los suelos, las plantas y los animales y la prescripción y aplicación de tratamientos localizados específicamente para elevar la producción y proteger el medio ambiente.

     Antes, los cultivadores trataban todos sus campos de igual modo; ahora se han percatado de los beneficios que obtienen con la microgestión de los campos. La agricultura de precisión va ganando en popularidad, debido en gran medida a la introducción en la comunidad agrícola de herramientas de alta tecnología más precisas, rentables y fáciles de manejar. La mayoría de las innovaciones se apoyan en la integración de ordenadores de a bordo, sensores para la recolección de datos y sistemas de referencia GPS para determinar la hora y la posición precisas.

      Los fabricantes de equipos GPS han desarrollado varias herramientas para ayudar tanto a los agricultores individuales como a las empresas agrícolas a ser más productivos y eficientes en sus actividades de agricultura de precisión. Actualmente, muchos agricultores utilizan productos derivados del GPS para mejorar sus operaciones agrícolas. 

     Los receptores del GPS recopilan información de posicionamiento a fin de hacer levantamientos de los linderos de las parcelas, viales, sistemas de riego y zonas dentro de los cultivos afectadas por problemas como malezas o enfermedades. La exactitud del GPS permite a los agricultores el levantamiento de mapas de sus campos con medidas precisas de las parcelas, localización de carreteras y distancias entre puntos de interés. El GPS permite a los agricultores dirigirse, año tras año con precisión, a lugares determinados de sus campos, ya sea para recoger muestras del suelo o vigilar la situación del cultivo.

     Los agricultores y los proveedores de servicios agrícolas pueden esperar aun más mejoras derivadas de la continua modernización del GPS. Además de los servicios civiles que proporciona actualmente el GPS, los Estados Unidos están comprometidos con la introducción de una segunda y una tercera señal civil en los satélites del GPS. El primer satélite con la segunda señal civil ya se lanzó en 2005. Las nuevas señales mejorarán la calidad y eficiencia de las operaciones agrícolas futuras.

Aviación.

Los aviadores de todo el mundo utilizan el GPS para elevar la seguridad y la eficiencia de sus vuelos. Con su precisión, continuidad y cobertura global, el GPS ofrece servicios de navegación por satélite sin obstáculos que satisfacen muchos de los requisitos de los usuarios de la aviación. El posicionamiento y la navegación hacen posible la determinación tridimensional de la posición para todas las fases del vuelo, desde el despegue, el vuelo en ruta y el aterrizaje, hasta el movimiento sobre la superficie del aeropuerto.

    La tendencia hacia el concepto de la navegación en la región entraña un mayor papel para el GPS. La navegación regional permite a la aeronave volar rutas de mayor demanda, entre puntos perfectamente definidos e independientes de cualquier infraestructura de tierra. Se han expandido los procedimientos para el uso de los servicios del GPS y sus ampliaciones en todas las fases del vuelo. Así ha sido, sobre todo en regiones que carecen de equipos adecuados de asistencia o vigilancia de la navegación basados en tierra.

     Rutas aéreas nuevas, más eficientes y en continua expansión, resultado del GPS, continúan extendiéndose. Se han logrado grandes ahorros en tiempo y dinero. En muchos casos, aeronaves que sobrevolaban zonas de datos escasos, como los océanos, han sido capaces de reducir la separación entre ellas sin afectar su seguridad, lo que ha permitido a más aeronaves compartir las rutas más favorables y eficientes, con el consiguiente ahorro de tiempo y combustible, y la elevación de los ingresos por concepto de carga.

     Una buena noticia para la comunidad aeronáutica es que el GPS se está mejorando y modernizando constantemente. El principal componente de la modernización que está teniendo lugar en la parte civil es la adición de dos nuevas señales para ampliar el servicio civil actual. La primera de ellas es para uso general en aplicaciones donde la vida humana no corre peligro. La segunda señal estará protegida internacionalmente para uso de la navegación aérea. Con esa nueva señal para la seguridad de la vida humana se robustece aun más el GPS para muchas aplicaciones aeronáuticas.

     La confianza depositada en el GPS y sus ampliaciones, como actuales y futuros cimientos de los sistemas de gestión del tráfico aéreo, son una parte importante en la mayoría de los planes nacionales. Las autoridades competentes que están impulsando el GPS han observado y documentado reducciones significativas en el tiempo de vuelo, el volumen de trabajo y los costos de operación, tanto para el usuario del espacio aéreo como para el proveedor del servicio. El GPS es, además, componente esencial de muchos otros sistemas aeronáuticos, como el Sistema de Alerta de Proximidad de Tierra (EGPWS, por sus siglas en inglés), que ha demostrado su valor en la reducción del riesgo de Vuelo Controlado en el Terreno, una de las principales causas de muchos accidentes aéreos.

Carreteras y Autopistas.

Se calcula que los retrasos causados por la congestión en autopistas, calles y sistemas de tránsito en todo el mundo acarrean una menor productividad calculada en cientos de miles de millones de dólares anuales. Otros aspectos negativos de la congestión de tráfico son los daños personales y materiales, la mayor contaminación y el despilfarro de combustible.

     La disponibilidad y precisión del GPS resulta en mayor eficiencia y seguridad para los vehículos en las autopistas, calles y sistemas de transporte público en todo el mundo. Muchos de los problemas asociados con la asignación de rutas y el despacho de vehículos comerciales se ven grandemente reducidos, e incluso eliminados por completo, gracias a la ayuda del GPS. Así sucede también con la gestión de los sistemas de transporte público, el personal de mantenimiento de las carreteras y la operación de los vehículos de emergencia.

     El GPS cuenta con la localización automática de vehículos y la orientación dentro del vehículo, funciones muy utilizadas en todo el mundo en la actualidad. Al combinar la tecnología del posicionamiento del GPS con sistemas que pueden reflejar en pantalla información geográfica o con sistemas que automáticamente transmiten datos a pantallas u ordenadores, se ha abierto una nueva dimensión al transporte de superficie.

     El sistema de información geográfica, GIS, almacena, analiza y muestra información de referencia geográfica proporcionada en gran parte por el GPS. El GIS se emplea en la actualidad para supervisar la ubicación de los vehículos, lo que posibilita aplicar estrategias más eficaces que ayudan a que los vehículos se atengan al horario, y dar informaciones más precisas a los pasajeros acerca del horario de llegada. Los sistemas de transporte público utilizan esa función para rastrear los servicios de ferrocarriles, autobuses y otros a fin de mejorar su funcionamiento puntual.

     El GPS ofrece muchas nuevas posibilidades. Por ejemplo, los usuarios pueden encontrar de inmediato otros con los que compartir el coche en una zona cercana para ir al trabajo. La utilización de tecnología GPS para localizar envíos y predecir el movimiento de la carga ha revolucionado el mundo de la logística con una aplicación conocida como "entrega en tiempo definido." Con la "entrega en tiempo definido," las compañías de transporte por carretera utilizan el GPS para garantizar que las entregas y recogidas se haga en el tiempo prometido, independientemente de que se trate de distancias cortas o de distintos husos horarios. Cuando se recibe un encargo, un despachador oprime una función del ordenador y aparece en pantalla un listado de camiones con informaciones detalladas sobre la posición exacta de todos. Si un camión lleva retraso, o se desvía de su hoja de ruta marcada, se envía una señal de alarma directamente al despachador.

     Muchos países utilizan el GPS en la inspección del estado de sus redes de carreteras y autopistas mediante la identificación de ciertas facilidades en ellas o en las proximidades, incluidas gasolineras, servicios y suministros de mantenimiento y de emergencias, y rampas de entrada y salida, los daños al sistema de viales, etc. Esa información sirve como insumo al proceso de recopilación de datos del GIS. Esa base de datos ayuda a las agencias transportistas a reducir los gastos de mantenimiento y servicio y también aumenta la seguridad de los conductores que usan esas vías.

     Gracias a la modernización continua del GPS, cabe esperar mejoras en los sistemas de prevención de colisiones, llamadas en casos de necesidad y notificación de la posición, mapas electrónicos y orientaciones en el vehículo con instrucciones audibles.

Medio Ambiente.

Para crear un equilibrio entre la preservación del medio ambiente y la satisfacción de las necesidades humanas, es menester contribuir con información actualizada a la formulación de decisiones. El acopio de información precisa y oportuna es uno de los mayores desafíos que enfrentan los gobiernos y las organizaciones privadas responsables de formular esas decisiones. El Sistema de Posicionamiento Global contribuye a satisfacer esa necesidad.

     Con ayuda de la tecnología del GPS, se pueden llevar a cabo estudio aéreos de las zonas más impenetrables para evaluar su flora y fauna, topografía e infraestructura humana. Si se identifican imágenes con las coordenadas del GPS, resulta posible evaluar los esfuerzos de conservación y contribuir a la planificación de estrategias.

     La tecnología GPS apoya los esfuerzos por comprender y pronosticar cambios en el medio ambiente. Al integrar las mediciones del GPS con métodos de medición de operación empleados por los meteorólogos, se puede determinar el contenido de humedad de la atmósfera y elaborar pronósticos del tiempo más exactos. Además, la proliferación de puntos de rastreo de las mareas con GPS, unida a mejores estimaciones del componente vertical de la posición de dichos puntos sobre la base de las mediciones del GPS, ofrece una oportunidad singular para la observación directa de los efectos de las mareas.

    Receptores del GPS instalados en boyas pueden seguir el movimiento y expansión de los derrames de petróleo. Los helicópteros dotados del GPS pueden determinar el perímetro de los incendios forestales para que pueda hacerse uso eficiente de los recursos contra incendios.

     En zonas propensas a terremotos, como el Cinturón de Fuego del Pacífico, el GPS está desempeñando un papel preeminente como ayuda a los científicos para predecir los terremotos. Utilizando la información precisa de posicionamiento proporcionada por el GPS, los científicos pueden estudiar cómo crecen lentamente las presiones a lo largo del tiempo para tratar de caracterizar y, quizás en un futuro, predecir los terremotos.

     La modernización de la tecnología del GPS aumentará el apoyo a los estudios y el manejo del medio ambiente. Los Estados Unidos están comprometidos con la introducción de dos señales civiles más que dotará a las aplicaciones ecológicas y de conservación ambiental de mayor precisión, disponibilidad y fiabilidad. La ecología de las selvas tropicales, por ejemplo, se beneficiará de la mayor disponibilidad del GPS en zonas de denso follaje y la reducción de los errores espaciales al reflejar en mapas la vegetación de pequeña talla.

Navegación Marítima.

El GPS ha transformado la forma en que el mundo funciona. El mejor ejemplo de ello son las operaciones marítimas, incluidas las de búsqueda y rescate. El GPS proporciona el método más rápido y preciso para que los marineros puedan navegar, medir su velocidad y determinar su posición en todo el mundo con mayor seguridad y eficiencia.

     En la navegación marítima es importante que el capitán sepa su posición tanto en alta mar como en los puertos y vías de agua de denso tráfico. En alta mar, la posición exacta, la velocidad y la derrota son necesarias para asegurar que la nave llegue a su destino sin dilaciones y de la manera más económica y segura posible. La necesidad de contar con datos de posicionamiento exactos es aun más crítica en las llegadas o salidas del puerto, ya que el tráfico de naves y otros posibles peligros hacen más difícil la maniobrabilidad y, por ende, el riesgo de accidentes aumenta.

     La mejora al GPS básico, conocida como GPS Diferencial o DGPS, proporciona mayor precisión y seguridad de las operaciones marítimas en su zona de cobertura. Muchas naciones ya utilizan el DGPS para las operaciones de instalación de boyas, barrido y dragado, con lo que mejora la navegación en los puertos.

     El GPS desempeña un papel cada vez más importante en la gestión de las instalaciones portuarias. La tecnología GPS, unida a programas de sistemas de información geográfica, GIS, es clave para la gestión y operación eficientes de la ubicación automática de contenedores dentro de los puertos más importantes. El GPS permite seguir los contenedores desde su entrada en el puerto hasta su salida, lo que facilita la automatización del proceso de recogida, transferencia y colocación de los contenedores. Pese a que millones de contenedores se mueven cada año por las terminales portuarias, el GPS ha reducido drásticamente el número de extravíos y equivocaciones, con la consiguiente disminución en los costos de operación.

     Finalmente, al modernizarse el GPS los marineros pueden esperar un futuro con aun mejores servicios. Además de los servicios civiles que proporciona en la actualidad el GPS, los Estados Unidos están comprometidos con la introducción de dos señales civiles adicionales. Acceso a las nuevas señales significará mayor exactitud, disponibilidad y fiabilidad del GPS para todos los usuarios.

Recreación.

El GPS ha eliminado muchos de los peligros asociados con las actividades recreativas más comunes proporcionando la capacidad de determinar la posición de forma precisa. Los receptores del GPS han ampliado el alcance y el disfrute de las activas al aire libre, simplificado muchos de los problemas tradicionales, como poder mantenerse en el sendero adecuado o regresar al lugar donde la pesca es mejor.

     La tecnología del GPS, unida a los mapas electrónicos, ha ayudado a superar muchas de las barreras tradicionales asociadas con la exploración ilimitada. Los receptores portátiles del GPS permiten al usuario recorrer senderos con la seguridad de saber con precisión dónde se encuentra en todo momento, al igual que saber cómo regresar a su punto de partida. Uno de los beneficios es la posibilidad de almacenar y regresar a puntos intermedios. Igualmente, pescadores utilizan el GPS como medio de saber siempre dónde están, hacia dónde se dirigen, la derrota, velocidad, distancia a recorrer y tiempo que resta hasta su destino, así como contar con funciones cartográficas y lo que es mas importante, cómo regresar al lugar exacto donde abunda la pesca.

     Otra ventaja de los nuevos receptores del GPS es la capacidad de intercambiar datos con un ordenador. Los entusiastas del aire libre pueden cargar en su ordenador coordenadas exactas para una determinada aventura y, además, ¡compartirlas! Ejemplo de ello puede verse en una página de Internet en Malasia dedicada al GPS para los entusiastas del ciclismo de montaña. Los ciclistas describen allí puntos geográficos determinados en sus rutas favoritas para que otros ciclistas también puedan disfrutarlos.

     Los esfuerzos de modernización del GPS, designados para realzar aplicaciones más importantes que la recreación han aportado beneficios directos e indirectos al usuario. Varios sistemas de ampliación del GPS que fueron desarrollados en varios países para el comercio y el transporte también están siendo usados ampliamente por los que disfrutan de actividades al aire libre para fines recreativos. Los planes de modernización del GPS serán aun más fiables y disponibles para todos los usuarios, por ejemplo en un bosque más denso, que es justamente donde muchos aventureros más necesitan esa ayuda.

Seguridad Pública y Socorro en Casos de Desastre.

El tiempo de respuesta es componente esencial para el éxito de toda operación de rescate. El conocimiento de la ubicación precisa de puntos de referencia, calles, edificios, servicios de emergencia y de los centros de socorro en casos de desastre reduce ese tiempo y ayuda a salvar vidas humanas. Esa información es vital para que los equipos de salvamento y seguridad pública puedan proteger vidas humanas y reducir las pérdidas materiales. El GPS es una tecnología que contribuye a enfrentar esas necesidades.

     El GPS ha desempeñado un papel importantísimo en las misiones de socorro en casos de desastres mundiales como el tsunami que sacudió la región del Océano Índico en el 2004, los huracanes Katrina y Rita que asolaron el Golfo de México en el 2005 y el terremoto en Pakistán y la India de ese mismo año. Los equipos de búsqueda y rescate utilizaron el GPS, la información geográfica proporcionada por los sistemas de información geográfica GIS, y la tecnología de teledetección para elaborar mapas de las zonas de desastre y ayudar tanto en las operaciones de rescate como en la cuantificación de los daños.

      Otra esfera importante del socorro en casos de desastre es el manejo de incendios forestales. Para contener y controlar fuegos en los bosques, un aeroplano combina el GPS con equipos de barrido infrarrojo para identificar los límites del incendio y los puntos mas calientes. En pocos minutos los mapas resultantes son transmitidos a un ordenador de terreno portátil situado en el campamento de los bomberos. Con esa información, los bomberos tienen más probabilidades de sofocar los incendios.

     La incorporación del GPS a los teléfonos móviles dota a los usuarios normales de la capacidad de determinar su posición en caso de una emergencia. La instalación del GPS en coches privados representa un nuevo salto en el desarrollo de una red de seguridad. Por ejemplo, hoy en día muchos vehículos de superficie o marítimos están equipados con detectores autónomos de choque y GPS. Esa información unida a sistemas automáticos de comunicación permite el envío una llamada de socorro aun cuando los ocupantes no puedan realizarla.

     La modernización del GPS mejorará los servicios de socorro en caso de desastre y seguridad pública. La adición de nuevas señales civiles incrementarán la precisión y fiabilidad del GPS en todo el mundo. En resumen, la modernización del GPS se traduce en más vidas salvadas y la recuperación más rápida para las víctimas de tragedias mundiales.

Topografía y Cartografía.

Los topógrafos y cartógrafos figuran entre los primeros en aprovechar el Sistema de Posicionamiento Global (GPS), ya que hizo aumentar considerablemente la productividad y produjo datos más precisos y fiables. Hoy en día, el GPS es parte vital de las actividades topográficas y cartográficas en todo el mundo.

     Cuando lo utilizan profesionales cualificados, el GPS proporciona datos topográficos y cartográficos de la más alta precisión. La recopilación de datos basados en el GPS es mucho más rápida que las técnicas convencionales de topografía y cartografía, ya que reduce la cantidad de equipos y la mano de obra que se requiere. Un solo topógrafo puede ahora lograr en un día lo que antes le tomaba varias semanas a todo un equipo.

     El GPS apoya con precisión la cartografía y la modelización del mundo físico - desde montañas y ríos, hasta calles, edificios, cables y tuberías de los servicios públicos y otros recursos. Las superficies medidas con el GPS se pueden visualizar en mapas y en sistemas de información geográfica (SIG) que almacenan, manipulan y visualizan los datos geográficos referenciados.

     A diferencia de las técnicas convencionales, la topografía mediante el GPS no está sometida a restricciones como la línea de visibilidad directa entre las estaciones topográficas. Las estaciones se pueden desplazar a mayores distancias entre una y otra y pueden funcionar en cualquier lugar con buena vista del cielo, en vez de limitarse a cimas remotas, como se requería antes.

     El GPS es especialmente útil en el levantamiento de costas y vías fluviales, donde hay pocos puntos de referencia en tierra. Los buques de levantamiento combinan las posiciones del GPS con los sondeos de profundidad con sonar para elaborar las cartas náuticas que indican a los navegantes los cambios de profundidad del agua y los peligros que yacen bajo el agua. Los constructores de puentes y plataformas petrolíferas también dependen del GPS para levantamientos hidrográficos precisos.

     Los agrimensores y cartógrafos pueden llevar los sistemas del GPS en una mochila o montarlos en vehículos para recopilar los datos con precisión y rapidez. Algunos de estos sistemas se comunican de forma inalámbrica con receptores de referencia para lograr mejoras sin precedentes en la productividad de forma continua, en tiempo real y con precisión centimétrica.

     El actual programa de modernización del GPS está añadiendo una señal civil especializada L2 con soporte de posicionamiento de alta precisión sin el uso de señales militares. El programa del GPS también está añadiendo una tercera señal civil en la frecuencia L5 que mejorará aún más el rendimiento. Después de 2020, el gobierno dejará de apoyar el acceso sin código a las señales militares del GPS.