La crisis del GPS, la guerra electrónica y el regreso de la navegación física

Por Angel Rojo

El mito de la navegación perfecta

Durante más de tres décadas, la navegación moderna se sostuvo sobre una premisa implícita: el acceso permanente, preciso y confiable al Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS). Desde la aviación comercial hasta los drones tácticos, desde la logística global hasta las municiones guiadas, el GPS y sus equivalentes —GLONASS, Galileo, BeiDou— se convirtieron en una infraestructura invisible pero absolutamente central. Su éxito fue tan profundo que dejó de percibirse como una tecnología vulnerable y pasó a asumirse como un “servicio natural” del entorno operativo. Esa percepción está llegando a su fin.

Los conflictos contemporáneos, en particular en Ucrania, Oriente Medio y el Indo-Pacífico, han demostrado que el GNSS no es un pilar inmutable, sino una superficie de ataque. El jamming, el spoofing y otras formas de degradación deliberada han transformado la navegación satelital en un recurso disputado. En este nuevo entorno, navegar ya no consiste únicamente en recibir señales, sino en sobrevivir a su ausencia.

La consecuencia es clara: la navegación del futuro no será satelital por definición, sino resiliente por diseño. En un entorno donde el espectro electromagnético es disputado, la capacidad de navegar deja de ser un problema técnico y se convierte en una cuestión estratégica.

Cuando el GNSS deja de ser confiable: una vulnerabilidad estructural

Desde el punto de vista físico, las señales GNSS presentan debilidades intrínsecas. Emitidas desde satélites a más de 20.000 kilómetros de distancia, alcanzan la superficie terrestre con potencias extremadamente bajas. Esto las hace vulnerables a interferencias relativamente simples, incluso mediante equipos comerciales o improvisados.

El jamming consiste en saturar el receptor con ruido en la banda GNSS, impidiendo la recepción de señales útiles. El spoofing, más sofisticado, introduce señales falsas coherentes que engañan al receptor, haciéndole creer que se encuentra en una posición distinta a la real. Esta última técnica es particularmente peligrosa, ya que no “ciega” al sistema, sino que lo conduce activamente al error.

Ambas capacidades han dejado de ser exclusivas de las grandes potencias. Hoy están al alcance de actores estatales medianos e incluso de grupos no estatales. En entornos disputados, el GNSS ya no puede asumirse como confiable, ni siquiera en retaguardia.

Para los vehículos aéreos no tripulados (UAV), esta fragilidad es crítica. El GNSS no solo provee posición: estructura la navegación autónoma, la planificación de misión, la sincronización temporal y la fusión de sensores. Cuando esa referencia desaparece, muchas plataformas dejan de funcionar de manera coherente. Esta realidad llevó a Ucrania, por ejemplo, a recurrir al empleo de enlaces por fibra óptica, a costa de una reducción significativa del alcance operativo.

También existen fenómenos solares que afectan la tecnología. Durante mayo de 2024, una tormenta geomagnética extrema puso en evidencia la vulnerabilidad de la aviación moderna frente al clima espacial. Una potente llamarada solar de clase X5.8 perturbó la ionosfera y provocó fallos masivos en el GPS, haciendo que hasta un 53 % de los enlaces satélite–receptor se perdieran en ciertas latitudes y que algunos aviones aparecieran “desplazados” cientos de kilómetros en los sistemas ADS-B.

Imagen: En el mapa, puntos rojos marcan la ubicación de 169 aviones durante ese evento solar. Los mensajes ADS-B informaron que estas aeronaves "saltaron" abruptamente fuera de curso durante el evento, aunque seguían volando con normalidad.

Aunque no hubo incidentes —gracias a la redundancia del radar convencional y al control humano—, el evento, junto con una tormenta severa de radiación solar (S4), subraya los riesgos para GNSS, comunicaciones y electrónica embarcada. Estos episodios refuerzan la necesidad de integrar el riesgo de meteorología espacial en la planificación de la seguridad aérea y las estrategias de resiliencia tecnológica.

Las soluciones tradicionales presentan limitaciones claras: la navegación inercial pura deriva inevitablemente con el tiempo; las radioayudas requieren infraestructura externa, también vulnerable; y los sensores activos incrementan la detectabilidad de la plataforma.

El problema, por tanto, no es estrictamente tecnológico, sino arquitectónico y doctrinario: una dependencia excesiva de un único sistema. Cuando una capacidad crítica se apoya en una sola referencia externa, su degradación deja de ser una contingencia y pasa a ser un punto de fallo estructural.

Resiliencia como principio: más allá del GPS

La respuesta emergente a esta crisis no es “un nuevo GPS”, sino un cambio de paradigma. La navegación moderna avanza hacia arquitecturas multimodales, redundantes y físicamente fundamentadas, en las que el GNSS deja de ser el pilar único y pasa a integrarse como un sensor más dentro de un ecosistema de referencias. El objetivo ya no es maximizar la precisión en condiciones ideales, sino mantener la capacidad de operar cuando las condiciones dejan de serlo.

En este contexto, tres grandes líneas de investigación destacan como complementos —no como sustitutos mágicos— del GPS: la navegación física basada en el entorno, la navegación cuántica y la navegación celeste (astronómica).

Estas comparten un rasgo clave: reducen o eliminan la dependencia de señales externas vulnerables. Sin embargo, cada una presenta limitaciones propias, por lo que su valor reside en la complementariedad, no en el reemplazo total del GNSS.

Navegación física basada en el entorno: cuando el terreno vuelve a ser la referencia

Uno de los métodos más primitivos de la navegación aérea consistía en utilizar referencias visuales externas contrastadas con mapas. A partir de ese principio fundacional emerge hoy una vía que no mira ni al espacio ni al dominio cuántico, sino que vuelve a anclar la navegación en el mundo físico inmediato: el terreno. Los sistemas de navegación por referencia al entorno emplean sensores pasivos —ópticos, infrarrojos o multispectrales— para correlacionar en tiempo real la escena observada con modelos geoespaciales preexistentes, generando soluciones de posición absoluta sin depender de señales externas.

Imagen: demostración de navegación visual de Sightec usando sensor térmico donde se puede comprobar el nivel de precisión comparado con el GPS:

A diferencia de la navegación inercial pura, esta aproximación no deriva indefinidamente; y, a diferencia del GNSS, no puede ser degradada mediante guerra electrónica convencional. Su valor estratégico reside en que convierte al propio entorno en la referencia primaria de navegación: carreteras, relieves, patrones térmicos y geometrías del terreno pasan a desempeñar el rol que antes correspondía a los satélites. En escenarios GNSS-denegados, esta “navegación física” no actúa como un respaldo marginal, sino como un modo operativo plenamente viable, especialmente relevante para UAV de baja altitud, municiones merodeadoras y plataformas que deben operar de día y de noche en entornos disputados.

No obstante, estos sistemas presentan limitaciones inherentes. Su eficacia depende del entorno: en escenarios extremadamente homogéneos, dinámicos o con bajo contraste térmico u óptico, la correlación escena–mapa puede degradarse y reducir la precisión. A ello se suma la calidad y la actualidad de los mapas de referencia, que condicionan la robustez de la solución absoluta. Aunque se trata de una capacidad pasiva y resistente a la guerra electrónica clásica, sigue siendo sensible a condiciones meteorológicas severas, presencia de humo o cambios térmicos extremos, y exige una capacidad de procesamiento a bordo que puede limitar su integración en plataformas de muy reducido tamaño.

Si la navegación basada en el entorno devuelve la referencia al espacio físico inmediato, la navegación cuántica da un paso más allá: prescinde por completo de referencias externas y se apoya en la medición directa de la realidad física.

Navegación cuántica: medir la realidad en lugar de recibir señales

La navegación cuántica no “recibe” información del entorno: la mide directamente. Se apoya en fenómenos físicos fundamentales —como la interferometría atómica, los sensores cuánticos de gravedad y magnetómetros de altísima precisión— para inferir posición, velocidad y orientación.

Uno de los enfoques más prometedores es el uso de acelerómetros cuánticos basados en átomos ultrafríos. Estos dispositivos permiten medir aceleraciones con una precisión muy superior a la de los sensores inerciales clásicos, reduciendo de forma significativa la deriva acumulada.

Otro vector relevante es la navegación magnética cuántica, que utiliza el campo magnético terrestre como referencia. Dado que este campo presenta anomalías locales estables, un sistema suficientemente preciso puede compararlas con mapas magnéticos de alta resolución y estimar su posición sin emitir ni recibir señales.

Las ventajas son evidentes: independencia del GNSS, funcionamiento completamente pasivo y alta resistencia a interferencias. Sin embargo, también existen desafíos importantes. Se trata de una tecnología aún en desarrollo, con elevada complejidad técnica, sensibilidad ambiental y requisitos exigentes en términos de tamaño, consumo energético y costo. Su madurez actual limita su despliegue masivo.

Por ahora, la navegación cuántica se perfila como una solución estratégica de medio y largo plazo, especialmente atractiva para submarinos, plataformas estratégicas y sistemas de alto valor.

Volver a mirar las estrellas: navegación celeste moderna

No estamos inventando nada nuevo porque el GPS falle; estamos recuperando soluciones que ya demostraron su eficacia cuando el espectro electromagnético desaparece. En este contexto, la navegación estelar —también denominada navegación celeste o astronómica— aparece como una de las respuestas más sólidas y maduras frente a la crisis del GNSS. Paradójicamente, una de las soluciones más prometedoras para los entornos disputados del siglo XXI se apoya en uno de los métodos más antiguos de la humanidad.

La navegación estelar se basa en un principio simple y extremadamente robusto: la configuración aparente de las estrellas en el cielo, para un instante determinado, es única para cada posición del observador. Si un sistema es capaz de identificar patrones estelares y dispone de una referencia temporal precisa, puede inferir su orientación y, bajo determinadas condiciones, su posición. Durante siglos, este proceso se realizó mediante sextantes; hoy, la innovación no reside en el concepto, sino en su reinterpretación tecnológica.

Sensores ópticos miniaturizados, catálogos estelares digitales, algoritmos de visión artificial y procesamiento embebido permiten automatizar completamente este método e integrarlo en plataformas autónomas.

Este enfoque, lejos de ser una novedad conceptual, ya fue aplicado con éxito en algunos de los sistemas más avanzados del siglo XX. Tanto el SR-71 Blackbird como, posteriormente, el bombardero B-2 Spirit incorporaron el Astro-Inertial Navigation System (AINS), que combinaba una plataforma inercial de alta precisión con un rastreador estelar automático. Su funcionamiento era elegantemente simple y físicamente sólido: mientras el sistema inercial proporcionaba navegación continua, el sensor astronómico observaba estrellas preseleccionadas a través de una ventanilla superior, comparaba su posición aparente con un catálogo interno y corregía en vuelo la deriva acumulada.

Gracias a ello, el SR-71 podía mantener una precisión del orden de cientos de metros tras miles de kilómetros recorridos, sin GPS, sin radioayudas y sin emisiones detectables. En términos doctrinarios, el AINS anticipó con décadas de antelación el concepto moderno de navegación pasiva, soberana y resistente a la guerra electrónica. Ese principio —corregir la deriva inercial mediante referencias astronómicas pasivas— no pertenece al pasado: es exactamente el fundamento que hoy se busca miniaturizar, automatizar y trasladar a plataformas no tripuladas.

Una característica central de la navegación estelar moderna es, precisamente, su naturaleza pasiva. No emite señales, no requiere enlaces de comunicación y no puede ser interferida mediante guerra electrónica convencional. Las estrellas permanecen disponibles incluso cuando el espectro electromagnético es negado, siempre que existan condiciones mínimas de visibilidad, es decir, cielo despejado. Históricamente, los star trackers han sido componentes críticos en satélites y misiones espaciales para el control de actitud; el verdadero desafío actual consiste en trasladar este principio al entorno aeronáutico, en particular a los UAV.

Es en este punto donde el trabajo desarrollado por ESPIRIDI adquiere relevancia estratégica. Su enfoque no busca reemplazar al GNSS, sino proporcionar una capacidad autónoma de respaldo, viable, de bajo costo y concebida para el despliegue operativo real. El algoritmo central se estructura en tres etapas: detección y rastreo de estrellas mediante identificación precisa de centroides; comparación de patrones geométricos a partir de tripletes estelares correlacionados con una tabla hash precalculada; y estimación de la posición a través de la intersección de planos definidos por los ángulos cenitales observados.

Una de las innovaciones más relevantes del sistema es la mejora deliberada de la observabilidad geométrica mediante el movimiento de la plataforma. A través de una maniobra de vuelo controlada que introduce una rotación completa de 360 grados, se reducen ambigüedades y se compensan limitaciones del sensor, mejorando de forma significativa la estimación de la posición. En lugar de depender exclusivamente de trayectorias rectilíneas, el sistema explota la dinámica del vuelo como una fuente adicional de información, sin incrementar la complejidad del hardware.

Los ensayos de vuelo indican que esta arquitectura puede alcanzar una precisión posicional del orden de 4 km de radio, sin GPS, sin calibración previa y sin emisiones activas. Aunque esta precisión no compite con la del GNSS en condiciones ideales, resulta más que suficiente para numerosos escenarios operativos: retorno a una zona segura, mantenimiento de patrullas autónomas, misiones de vigilancia persistente o, simplemente, evitar la pérdida total de la plataforma.

En un entorno GNSS-denegado, esta capacidad marca la diferencia entre operar de forma degradada o no operar en absoluto.

Consideraciones finales

La lección central es clara: el futuro de la navegación no será monolítico. GNSS, navegación inercial, visión artificial, referencias magnéticas, cuánticas y astronómicas coexistirán dentro de arquitecturas híbridas.

En la era de la guerra electrónica, la dependencia absoluta del GNSS se ha convertido en una debilidad estratégica. Frente a ello, la respuesta no pasa únicamente por tecnologías más complejas, sino por principios más sólidos.

La navegación estelar moderna demuestra que es posible recuperar referencias universales, pasivas y extremadamente estables. La navegación cuántica, por su parte, apunta a medir directamente la realidad física sin intermediarios vulnerables.

Paradójicamente, cuanto más sofisticada se vuelve la guerra electrónica, más valioso resulta volver a fundamentos que no pueden ser interferidos ni degradados. Cuando el espectro se vuelve hostil y las señales desaparecen, las estrellas —y las leyes de la física— siguen estando allí.