La navegación (ya sea terrestre, marina o aérea) tiene una característica común, es necesario considerar un punto origen y otro destino, para definir la ruta que debe seguirse de uno a otro. Según esta definición, la navegación por satélite quedaría definida como el seguimiento de una ruta gracias al posicionamiento ofrecido por satélites artificiales que orbitan alrededor de la Tierra.
Para que se produzca una navegación por satélite se necesita un sistema global de navegación por satélite (global navigation satellite system GNSS). Se basa en una constelación de satélites que transmite rangos de señales utilizados para el posicionamiento y localización en cualquier parte del globo terrestre. Estos permiten determinar las coordenadas geográficas y la altitud de un punto dado como resultado de la recepción de señales provenientes de constelaciones de satélites de navegación artificiales de la Tierra. Los satélites de navegación están situados en una órbita de la Tierra y tienen la finalidad básica de determinar, con la mayor exactitud posible (longitud, latitud y altitud) y en un instante de tiempo, la localización de un receptor situado en cualquier punto de la superficie de la Tierra.
Este sistema fue desarrollado inicialmente para fines militares. Entre los años 1960 y 1968, las fuerzas armadas de los Estados Unidos lanzaron 23 satélites para facilitar la navegación de sus submarinos Polaris. Con el tiempo, aquel sistema evolucionó hasta formar el Sistema de Posicionamiento Global NAVSTAR-GPS (NAVigation System and Ranging - Global Position System), conocido simplemente como GPS (global position system). Consiste en una constelación de 24 satélites, propiedad del Gobierno de los Estados Unidos de América y gestionada por el Departamento de Defensa. Por su parte, en Rusia, los militares introdujeron un sistema similar llamado Glonass. Consta de una constelación de 31 satélites (24 en activo, 3 satélites de repuesto, 2 en mantenimiento, uno en servicio y uno en pruebas) situados en tres planos orbitales con 8 satélites cada uno. Estos dos sistemas están disponibles tanto para el uso civil como para el uso militar. Actualmente, la República Popular China está implementando su propio sistema de navegación, el denominado Beidou, que prevén que cuente con entre 12 y 14 satélites entre 2011 y 2015. Para 2020, ya plenamente operativo deberá contar con 30 satélites. Además, Europa ha introducido ahora un sistema denominado EGNOS, que ofrece mayor precisión que el sistema GPS. Además de un sistema propio de navegación civil (no militar). Recibe el nombre de Galileo con un total de 30 satélites y será el primer sistema de navegación global absolutamente civil.
El funcionamiento de estos sistemas se basa en la recepción de la información enviada por cada satélite. Esta, permite el cálculo de una posición sobre la superficie terrestre midiendo las distancias de un mínimo de tres satélites de posición conocida (triangulación). Un cuarto satélite aportará, además, la altitud. La precisión de las mediciones de distancia determina la exactitud de la ubicación. La información de cada satélite es enviada mediante señales de ondas. Un receptor capta estas señales que contienen la posición del satélite y el tiempo exacto en que éstas fueron transmitidas. La posición del satélite se transmite en un mensaje de datos que se superpone en un código que sirve como referencia de la sincronización. Los satélites utilizan un reloj atómico para estar sincronizados con todos los satélites de la constelación. El receptor compara el tiempo de la emisión, con el tiempo de la recepción, medida por un reloj interno. De esta forma se mide el “tiempo de vuelo” de la señal desde el satélite. Con la recepción de 3 o más señales de los satélites de la red, el ordenador integrado en el receptor, calcula la intersección de tres círculos (cada uno establecido por la señal de un satélite distinto) y establece las coordenadas de latitud y longitud. La señal de un cuarto satélite permite obtener la altitud, con lo que se define por completo la posición. Los receptores de navegación por satélite reducen los errores usando combinaciones de señales de múltiples satélites y diversas técnicas para obtener en una sola estimación de posición, tiempo, y velocidad.
Aunque su uso principal es la navegación terrestre, aérea y marítima. También se utiliza en otras aplicaciones. Las principales aplicaciones son:
Sergio Ibaibarriaga