¿Qué datos se envían desde los satélites GPS a los receptores?

Question

Sé más o menos cómo funciona el sistema GPS. Pero me gustaría entenderlo con más detalle. ¿Qué datos se envían exactamente desde un satélite GPS a un receptor GPS?

Creo que hay varios tipos de datos, ya que cuando pongo en marcha un receptor GPS, tarda algún tiempo en ser útil. Por lo que sé esto se debe a que el receptor espera algunos datos que no se reciben muy a menudo. Supongo que la señal de GPS que se utiliza para la posición se envía más a menudo, pero no lo sé.

¿Hay alguien que pueda explicar esto con más detalle? ¿O tiene un enlace útil?

Answer 1

La señal del GPS consta de 3 partes:

• Una identificación del satélite (llamada código pseudoaleatorio)
• Datos del almanaque (información orbital para todo los satélites)
• Datos de efemérides (la información orbital del satélite en cuestión, incluida la información horaria muy precisa necesaria para calcular la distancia)

Básicamente, el almanaque permite al receptor saber qué satélites debe buscar. Dice cuál DEBERÍA estar a la vista en ese momento, pero obviamente algo puede bloquear la línea de visión hacia él. Pero antes de recibir los datos de las efemérides de al menos 3 satélites, no se puede dar una posición (2D). Esos datos se emiten cada 30 segundos.

El receptor puede almacenar en caché la información del almanaque, pero los datos de las efemérides no pueden ser almacenados en caché durante mucho tiempo (debido a la deriva del reloj, principalmente), por lo que la espera de la recepción de datos frescos de las efemérides es generalmente la causa del tiempo de inicio en los receptores GPS.

Answer 2

También hay una marca de tic (no es el término correcto -hace tiempo-) que se envía al inicio del segundo completo para permitir el cálculo posterior a la ubicación real en el momento de la recepción de la señal. Para una mejor explicación, consulte Forward Error Correction aquí: http://en.wikipedia.org/wiki/GPS_signals . Lo utilizamos en la fotografía aérea y descubrimos que a menudo había un retraso de hasta 0,4 segundos para calcular y emitir la ubicación GPS del dispositivo. Saber cuándo se producía el tic significaba que podíamos trabajar hacia atrás y asignar una ubicación ligeramente más precisa a la foto.

Answer 3

Para completar la respuesta de Cumbayah, el código pseudoaleatorio también lleva la marca de tiempo que permite al receptor saber exactamente a qué hora se transmitió la señal que está recibiendo. La triangulación que realiza el receptor depende de conocer el tiempo de viaje de las señales de radio de cada satélite. El código pseudoaleatorio está preestablecido, por lo que el receptor lo conoce de antemano y sabe cuándo se originó una parte determinada del satélite. Todo es endiabladamente inteligente. La página de Wikipedia en http://en.wikipedia.org/wiki/GPS_signals es bastante bueno.

Answer 4

Cada satélite envía la hora exacta (atómica) y el receptor GPS calcula, gracias a ella, su posición. También hay algunos datos adicionales, como la posición del satélite (almanaque) que también se requiere para realizar los cálculos, y algunas cosas menores.

Para aumentar la precisión, los datos pueden enviarse en dos frecuencias diferentes (L1, disponible para todo el mundo, y L2, restringida para los militares estadounidenses).