CUENTA DOPPLER INTEGRADA

 

El GPS mide en un solo sentido, transmitiendo unos satélites de posiciones conocidas señales de tiempo muy precisas. Cuando se reciben estas señales pueden medirse sus tiempos de propagación referidos al reloj del receptor. Así el receptor puede utilizar cuatro mediciones del tiempo de propagación para calcular su posición a través de la Cuenta Doppler. El sistema GPS también es capaz de determinar la velocidad del receptor por medio de este efecto.

 

Definición de Efecto Doppler

El Efecto Doppler-Fizeau fue descubierto en el siglo XIX. Y con cierto grado de seguridad podemos decir que casi todos los lectores lo han experimentado alguna vez. Cuando estamos escuchando el sonido de un coche, percibimos variaciones en el tono (frecuencia) del mismo según esté acercándose o alejándose. Estos cambios en la frecuencia de las ondas cuando existe un movimiento relativo del foco emisor respecto del receptor se denominan efecto Doppler, y es común para todas las ondas.

 

 

Sea un foco emisor de ondas situado en reposo respecto al punto donde se reciben las ondas, obviamente la frecuencia observada coincide con la frecuencia con que son emitidas las ondas.

En la figura anterior se muestran los frentes de onda generados en el supuesto que el foco se mueva hacia la derecha, delante del foco las N fuentes de onda ocupan una distancia que es menor, mientras que detrás del mismo se distancian. A los dos observadores R1 y R2 delante y detrás del foco llega el mismo número de ondas, pero desigualmente espaciadas.

 

Utilización del Efecto Doppler para determinar la posición.

 

Los receptores para el sistema GPS reciben durante un período de tiempo la señal emitida por un satélite, sobre cuya frecuencia nominal, tras ser comparada con la del oscilador local, se establece una diferencia o cuenta Doppler, como podemos ver en la figura donde se representa la cuenta Doppler.

 

La diferencia de frecuencias entre dos cuentas Doppler permite calcular una diferencia concreta de distancia entre ambas posiciones del satélite y el receptor. Conocemos la diferencia de distancia, pero no la distancia en sí, lo que posiciona al observador en una hiperboloide de revolución con focos en las posiciones (conocidas por las efemérides transmitidas) del satélite en los momentos de observación.

 

Puede ser observada en la figura que hace referencia al Sistema Doppler, la cual se muestra a continuación.

 

 

Más observaciones determinarían otros hiperboloides. En la intersección común a todos ellos se sitúa la antena receptora. Hay una técnica, llamada "arco corto" en la que se consideran como incógnitas en las ecuaciones de observación hasta 6 factores de corrección de los parámetros orbitales (si sólo se consideran 3, se llama “semiarco corto”). Con esta técnica se alcanzaría más precisión. Hay otra técnica para mejorar el posicionamiento por cuenta Doppler, esta técnica se llama “traslocación”.