Así es cómo el GPS de tu móvil consigue localizarte con unos pocos metros de error

Abrir la aplicación de mapas y esperar a que el GPS posicione el teléfono se ha tornado algo tan habitual que no apreciamos la tecnología que actúa en ese margen tan pequeño de tiempo. A pesar de que siempre exista cierto margen de error, una diferencia de varios metros que tiene más de una causa.

Los receptores GPS se han reducido y abaratado en tal medida que ahora los incluyen hasta móviles de menos de 60 euros. Con este componente clave en los smartphones resulta posible desde ponernos en el mapa a trazar la mejor ruta de un punto a otro, todo con una precisión asombrosa: el margen de error es muy pequeño, por lo general inferior a los diez metros.

Quizá tener unos metros como margen de error parezca excesivo, pero lo cierto es que resulta todo un logro para un dispositivo del tamaño de un móvil. Ahora bien: ¿por qué existe ese margen de error?

Historia del GPS y su margen de error

Recuerdo la primera vez que utilicé un sistema GPS en un dispositivo electrónico. El accesorio consistía en un módulo independiente capaz de conectarse a móviles y PDAs por Bluetooth. Del tamaño aproximado de una pequeña batería externa, y con la ayuda de los mapas cargados en una tarjeta SD, mi ahora vetusta PDA Acer N30 con Windows Mobile podía indicarme dónde me encontraba en todo momento. Visto en perspectiva no era ni cómodo ni práctico, pero terminó abriendo la puerta a que cualquiera tuviera un receptor GPS en el bolsillo.

Pese a que denominemos como 'GPS' los sistemas de satélites desde los que obtenemos el posicionamiento, lo cierto es que los móviles se conectan a diversos de esos sistemas. El más común es el Sistema de Posicionamiento Global o Global Positioning System, una 'nube' de satélites que orbita a unos 20.000 km del suelo para cubrir todo el planeta. Lanzados por el ejército estadounidense, el sistema satelital fue aprobado para uso civil en 1995. Primero como Sistema de Posicionamiento Estándar (SPS) para dicho uso civil; que mantenía una imprecisión media de 100 metros en contrapartida con el Servicio de Posicionamiento Preciso (PPS), exclusivo para uso militar y con un margen de error en torno a los 20 metros. Posteriormente, Bill Clinton equiparó ambos sistemas para que ofrecieran idéntica imprecisión (en 1998).

Existen varias redes satelitales, los móviles pueden conectarse a la mayoría. Ahí está el sistema ruso GLONASS, equivalente al GPS estadounidense y que también tiene su origen en el ejército de aquel país. China posee su propio sistema de satélites de posicionamiento, BeiDou. Y Europa anda ultimando su alternativa, Galileo. Combinando todas las redes, y las diversas frecuencias a las que operan los satélites, nuestro móvil consigue marcar con gran precisión nuestra posición en el mapa, tanto en vertical como en horizontal.

Para que nuestro móvil nos posicione correctamente debemos estar conectados a un mínimo de unos 3-4 satélites distintos (la señal es suficientemente precisa con una media de 10-15 satélites). Dado que el receptor GPS del teléfono recibe la señal de dichos satélites, y como conoce con precisión cuál es su situación en el cielo, el software de posicionamiento es capaz de trazar una cruz en el suelo gracias a la trilateración. Básicamente, nuestro teléfono traza circunferencias tomando como centro la señal de cada satélite. Y determina nuestra posición calculando la zona de intersección de todas esas circunferencias: a mayor número de satélites más pequeña es dicha zona de intersección; dando como resultado un margen de error más pequeño.

Entonces, si podemos conectarnos a una cantidad bastante grande de satélites (es fácil recibir la señal de hasta 30 de esos satélites), ¿por qué el margen de error es de entre cinco y diez metros?

Hardware, tiempo y condiciones atmosféricas

Por su naturaleza, el posicionamiento por satélite nunca será 100 % preciso porque resulta imposible asegurar una posición sin que exista margen de error de, como mínimo, unos centímetros. Esta sería la precisión máxima de los sistemas de posicionamiento más modernos, por lo general equipos de mayor volumen que un teléfono y mucho más caros.

Como vemos, el hardware pesa de manera notable en la precisión del posicionamiento. Los equipos profesionales utilizan receptores GPS de mayor capacidad, mejores antenas y, por lo general, operan con doble frecuencia: de esta manera pueden corregir gran parte de los inconvenientes producidos por las condiciones atmosféricas (diferencias de velocidad en la señal GPS al atravesar la ionosfera y troposfera, tormentas solares) y por los errores de posición orbital. No obstante, algunos móviles de última generación ya están incorporando GPS Dual, un punto que mejora de manera notable el cálculo de la posición y el tiempo que se necesita para calcularla.

El tiempo es otro factor clave en el cálculo de la posición ya que, para minimizar el margen de error, es necesario que el receptor no se mueva durante varios minutos mientras recaba las señales de los satélites. Y, dado que un móvil no está diseñado precisamente para quedarse quieto, estar en constante movimiento no facilita los cálculos. Es habitual observar el desfase en las rutas con coche: basta equivocarse de salida para que la aplicación de guiado tarde unos instantes en darse cuenta de que el vehículo no circula por la posición trazada.

Los móviles no están diseñados para posicionar de la manera más precisa posible, sí para que dicho posicionamiento resulte veloz. Mecanismos como el GPS asistido (A-GPS), el posicionamiento aproximado mediante las torres de comunicación y los recientes receptores GPS Dual colaboran en que no tengamos que esperar minutos para ver nuestra posición en el mapa. Y con mucha precisión: a pesar de que el margen pueda ser de varias metros, es todo un logro obtener esa exactitud en un aparato del tamaño de un teléfono.