El otro GPS (o al menos uno de ellos)

Hoy en el mundo pocos no tienen o han usado un dispositivo GPS, todos sabemos más o menos como funciona y de que se trata, pero no todo el mundo sabe que hay más de un "GPS". A algunos les sonará Galileo y sus infinitos retrasos que promete ser el primer sistema de geoposicionamiento por satélite civil. Pero existen dos más, uno de ellos lo está llevando a cabo China y se llama Beidou (o Compass) aunque su constelación no llega a la media docena de satélites será usable allá por 2020, el último lanzado el 17 de enero de este año ¿ Y de quién es el otro ? Pues muchos lo habréis deducido ya, la extinta Unión Soviética y ahora Rusia no quiso quedarse atrás cuando se lanzó el GPS y comenzó su propia constelación, aquí va un pequeño resumen, parte de la información se puede aplicar a GPS, o Galileo aunque la información de estos últimos abunda.

Así pues, I give you: Glonass (en Ruso: "ЛОНАСС: "ЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система, Global'naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema, Sistema global de navegación por satélite) es un sistema de navegación por satélite híbrido entre civil y militar administrado por las fuerzas espaciales rusas hoy en día pero que fue iniciado con el lanzamiento del primer satélite de prueba en 1982 (4 años antes que la MIR).

Este sistema, ya en la resaca de la carrera espacial, fue iniciado por la Unión Soviética en respuesta al lanzamiento del primer satélite GPS en 1978 por los Estados Unidos. El sistema tenía previsto en su inicio estar completamente operativo en 1991 pero con el lanzamiento del primer satélite operativo a finales de 1983 se comenzaba a ver que la situación de la URSS no iba a permitir esto. Finalmente la constelación se completó en 1995 y el sistema entró en funcionamiento el 18 de enero de 1996 con 24 satélites (los mismos que GPS), 21 operativos y 3 de reserva.
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Varias preguntas surgen tras el conocimiento de este sistema, ¿ Porqué otro sistema y no usar 48 satélites para uno solo universal ?, ¿ Cuál es la diferencia con GPS ? y ¿ Porqué no era en absoluto conocido este sistema ?

Empecemos por el principio, en 1982 la guerra fría de los espías empezaba a necesitar de más medios y la modernización de los paises se hacía más que necesaria. De modo que Estados Unidos por su lado y la Unión Soviética por otro, aún como rivales, lanzaron sus propios sistemas de navegación ambos amparados por sus respectivos ejércitos. Los dos sistemas crecieron y se desarrollaron completamente por separado usando cada uno sus especificaciones propias. Pero de unos años a esta parte diferentes organismos, proponiendo un standard para la normalización de estos sistemas están haciendo que poco a poco Rusia vaya adaptando su flota a los standares internacionales y ya existen receptores que pueden captar tanto GPS como Glonass y usarlos simultaneamente para obtener mejores medidas.

Ahora que ya conocemos un poco la historia de Glonass veamos un poco como funciona:
Los sistemas de navegación por satélite usan un método llamado triangulación para situar la posición de un objeto en un sistema de coordenadas como es la superficie de la tierra. Este problema, en dos dimensiones es muy simple, solamente tenemos que saber que el punto que buscamos está a unas distancias x1, x2 y x3 de 3 puntos, luego trazamos tres circulos de centros los 3 puntos de referencia y de radio x1, x2 y x3 y allá donde se crucen se encontrará el punto que buscamos (esto se usa para localizar terremotos usando como puntos centrales estaciones sismicas que calculan cada una la distancia con las ondas transversales). En el caso de Glonass o GPS el problema es el mismo solo que con otra dimensión, las estaciones sísmicas pasan a ser satélites, estos son 4 y los círculos, esferas; la unidad en tierra (coche, avión...) manda una señal al satélite 1 que calcula la distancia ( "dist = T * c ± Err"; donde T es el tiempo que tarda la señal en llegar y c la velocidad de la luz), el satélite 1 manda una señal al 2, trazan las esferas... y así sucesivamente, siempre se necesitan 4 satélites como mínimo.
Las principales diferencias entre Glonass y GPS residen, no en la técnica sino en la forma. Por ejemplo: tanto uno como otro tienen 2 rangos de frecuencias una más precisa que la otra. Rusia usa la más precisa exclusivamente con fines militares, el caso es que los Estados Unidos usan una frecuencia (para los aparatos civiles) de 1575.42 Mhz mientras que Glonass usa 1602 MHz + n0.5625 MHz (donde n es el número del canal), lo que permite una precisión de entre 57 y 70 metros.
Por otra parte, las inclinaciones orbitales (ángulo que forma con la circunferencia del ecuador) también son distintas 55º para GPS y Glonass 64.8º. Una diferencia notable entre los dos sistemas, que afecta a su funcionamiento, es el tiempo de orbita, mientras que GPS tiene una orbita de 11h58min Glonass lo tiene de 11h15min esto quiere decir que uno de sus satélites estará disponible menos tiempo para ser consultado, esto se ve compenado por el hecho de que usan 3 planos orbitales en vez de 6 como GPS y que en cada plano hay 8 satélites, lo que hace que siempre haya más posibilidades de obtener cobertura en ciertas zonas, pero más dificil en caso de que haya poca en otras. Otras diferencias son el radio orbital o la altitud de orbita. Finalmente la diferencia más curiosa de los dos sistemas es que con GPS un satélite repite la misma órbita todos los días, (vuelve a pasar por el mismo punto), mientras que los 8 satélites de Glonass no lo hacen en 8 días, es decir que cada satélite ocupa en un momento T la posición que tuvo su "siguiente" en T-(1 día).

Unos apuntes sobre la situación actual del sistema. Rusia pasa por un mal momento económico (no hay más que ver su sistema de venta y explotación de sus "programa espacial") y hoy solo mantiene 11 satélites operativos de la constelación (imagino que 3 o 4 por órbita) lo que permite pocas salidas comerciales del "producto" por la poca fiabilidad de las medidas en zonas de poca cobertura. Aunque en diciembre de 2004 fueron lanzados 3 más Glonass-K y ahora han sido lanzados los Glonass-M (más ligeros y potentes), el servicio no estará al 100% operativo con 18 satélites (cubriendo por completo Rusia) hasta 2010 (o eso decían, aunque los 3 últimos M fueron lanzados en diciembre de 2009), pudiendo hacer frente a las modernizaciones de GPS y a Galileo.

Para terminar, y como comentaba al principio, dentro de una decena de años el mundo tendrá a su disposición 4 (si la India o Brasil no se suben al carro) sistemas de geoposicionamiento por satélite y cada uno funcionando por separado, con un centenar de satélites dedicándose a lo mismo... (¿ Quién dijo que se acabó la guerra fría ?) Si aún tenéis curiosidad en la wikipedia hay más y en la web de la fas. También existen otros proyectos como el DORIS (Francia), el IRNSS (India) o el QZSS (Japón, u otros históricos como Transit o Timation (ambos americanos).

Como colofón final, el lanzamiento de los 3 últimos Glonass-M en un Proton-M:

Espero que os haya gustado, dentro de unos días rescataré otro artículo con un histórico sobre los accidentes de la era espacial. Cualquier corrección, por supuesto, será bienvenida. ¡ Hasta pronto !


Fuentes: 1, 2, 3.