Los sistemas de posicionamiento satelital
- Ángel Rojo
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Por Ángel Rojo
Antecedentes de sistema de navegación
Con el avance de la tecnología, se logró una mayor seguridad en las actividades de navegación. En sus inicios, la navegación se realizaba "a la estima", utilizando únicamente una brújula básica, un reloj y referencias visuales. Posteriormente surgieron métodos más avanzados, como la navegación astronómica, que empleaba el uso del sextante.
Más adelante se incorporó la radionavegación, comenzando en las décadas de 1930 y 1940 con el sistema LFR (Low Frequency Range, o Rango de Baja Frecuencia). A finales de los años 40 apareció el VOR (VHF Omnidirectional Range, o Rango Omnidireccional VHF), que marcó un importante avance en la precisión y confiabilidad de la navegación aérea. A comienzos de los años 50 surgieron los sistemas de navegación inercial (INS), capaces de calcular la posición, orientación y velocidad de un objeto en movimiento sin necesidad de referencias externas. Estos equipos utilizan sensores inerciales como acelerómetros y giroscopios para medir fuerzas y movimientos, estimando la posición a través de cálculos matemáticos.
En los años 70 se introdujo el sistema Omega, un sistema de radionavegación de muy baja frecuencia (VLF) que utilizaba líneas de posición hiperbólicas para determinar la ubicación de aeronaves. Este sistema operaba mediante la recepción de señales transmitidas por una red global de estaciones terrestres y fue el primer sistema de radionavegación con cobertura global. El sistema Omega fue desactivado en 1997, tras ser reemplazado por el Sistema de Posicionamiento Global (GPS), mucho más preciso y versátil.
Sistema de posicionamiento satelital
Los sistemas de posicionamiento satelital proporcionan datos que permiten a un receptor calcular su ubicación sobre la superficie terrestre. El primero en desarrollarse fue el GPS (Global Positioning System o Sistema de Posicionamiento Global), creado por Estados Unidos.
Sin embargo, además de EE.UU., otros actores internacionales como Rusia, China y la Unión Europea también han desarrollado sus propios sistemas de posicionamiento global. Todas estas constelaciones —incluida la estadounidense— forman parte de un conjunto más amplio conocido como GNSS (Global Navigation Satellite System o Sistema Global de Navegación por Satélite). Este término engloba a la red de satélites que ofrece información de posicionamiento en cualquier parte del mundo.
Asimismo, algunos países como Japón, India y China cuentan con sistemas de cobertura regional. En el caso de China, además de su constelación global (BeiDou), mantiene satélites destinados específicamente a su región.
Aunque el término correcto es GNSS, en el uso cotidiano suele emplearse "GPS" como sinónimo, debido a que fue el primer sistema ampliamente difundido y continúa siendo el más reconocido por el público en general.
La primera constelación GPS fue desarrollada por Estados Unidos con fines militares y comenzó en 1978, cuando se lanzaron los primeros cuatro satélites experimentales. Sin embargo, la señal GPS no estuvo disponible para uso civil hasta años más tarde, a raíz de un trágico incidente.
El 1 de septiembre de 1983, un avión comercial surcoreano (vuelo KAL 007) fue derribado por la Unión Soviética tras desviarse hacia su espacio aéreo. La aeronave se había desviado de su ruta, en parte debido a la falta de acceso a sistemas de navegación precisos. Como respuesta, el presidente estadounidense Ronald Reagan anunció que, una vez que el sistema GPS estuviera plenamente operativo, se habilitaría su uso gratuito para fines civiles con el objetivo de mejorar la seguridad de la navegación aérea.
Aunque el sistema se volvió completamente operativo y globalmente accesible para usuarios civiles en 1995, su precisión estaba inicialmente limitada por una función denominada Selective Availability, que degradaba intencionalmente la señal civil. Esta restricción fue eliminada en el año 2000 por orden del presidente Bill Clinton, lo que permitió a los usuarios civiles acceder a señales GPS con una precisión significativamente mejorada.
Actualmente, la constelación GPS continúa siendo propiedad del gobierno de Estados Unidos y es operada por la Fuerza Espacial de ese país.
Como se mencionó anteriormente, además de Estados Unidos, otros países han desarrollado y puesto en órbita sus propios sistemas de posicionamiento satelital. Cada uno de estos sistemas tiene un nombre propio, pero comparten numerosas similitudes tecnológicas con el GPS. En general:
· Son propiedad y están operados por organismos gubernamentales.
· Proveen información de posicionamiento —entre otros datos— a receptores compatibles.
· Pueden ser utilizados en cualquier parte del mundo por cualquier persona que disponga de un receptor adecuado.
· Fueron diseñados bajo el principio de interoperabilidad, lo que permite a los receptores modernos captar y decodificar señales de diferentes constelaciones, sin importar el país que las opere.
Constelaciones satelitales
Actualmente, existen cuatro constelaciones satelitales con cobertura global plenamente operativas, además de otras dos que brindan servicios regionales a través de satélites geoestacionarios.
Estas constelaciones presentan las siguientes características generales:
Sistema | País/ Organismo | Operado | Primer satélite | Orbita | Operativo Global | Nº satélites | Cobertura |
GPS | EE.UU. | Fuerza Espacial | 1978 | MEO (20.200 km) | 1995 | ~31 | Mundial |
GLONASS | Rusia | Roscomos | 1982 | MEO (19.100 km) | 2011 | ~26 | Mundial |
Galileo | Unión Europea | Agencia de la Unión Europea para el Programa Espacial (EUSPA) | 2011 | MEO (23.616 km) | 2024 | ~27 | Mundial |
BeiDou | China | Administración Nacional del Espacio de China | 2000 | MEO (21.500), GEO, IGSO | 2020 | ~44 | Mundial (27) y regional (GEO (7) y IGSO (10)) |
QZSS | Japón | Gobierno japonés | 2010 | IGSO | 2018 | 4 | Región de Asia-Oceanía, con especial énfasis en Japón |
IRNSS | India | ISRO | 2013 | GEO | 2025 | 8 | India y la región circundante hasta 1.500 km desde sus fronteras. |
MEO: Órbita terrestre media
GEO: Órbitas geoestacionarias
IGSO: Órbita geosíncrona inclinada
Tipo de órbita terrestre
Todos los satélites que integran las constelaciones GPS, GLONASS, Galileo y los satélites no geoestacionarios de BeiDou orbitan la Tierra, y sus señales pueden ser captadas y decodificadas por cualquier receptor GNSS compatible que se encuentre dentro del alcance. En cambio, las señales emitidas por satélites geoestacionarios —como los utilizados en los sistemas regionales o algunos satélites específicos de la constelación BeiDou— suelen estar restringidas y solo pueden ser recibidas por equipos autorizados.
La capacidad de rastrear distintas constelaciones depende del fabricante del receptor. Algunos dispositivos solo son compatibles con el sistema GPS, mientras que otros admiten dos constelaciones, como GPS y GLONASS. Los modelos más avanzados son capaces de trabajar con las cuatro constelaciones GNSS globales: GPS, GLONASS, Galileo y BeiDou.
Invertir en un receptor que sea compatible con las cuatro constelaciones es altamente recomendable, ya que permite una mayor precisión, confiabilidad y productividad, especialmente en entornos urbanos complejos o en condiciones de visibilidad satelital limitada.
GPS (Global Position System)
Hasta mayo de 2025, el Sistema de Posicionamiento Global (GPS), operado por la Fuerza Espacial de los Estados Unidos, cuenta con 31 satélites operativos en órbita terrestre media (MEO), a una altitud aproximada de 20.200 km. Esta configuración excede el mínimo requerido de 24 satélites para garantizar una cobertura global continua y precisa.
Adicionalmente, hay 3 satélites en reserva o fase de pruebas, y a lo largo del tiempo se han retirado 43. En total, se han construido 83 satélites GPS desde el inicio del programa.
La constelación está organizada en seis planos orbitales igualmente espaciados, con una inclinación de 55° respecto al Ecuador, y cada uno alberga cuatro satélites. Esta disposición permite que un receptor GPS en cualquier punto de la superficie terrestre tenga visibilidad de al menos cuatro satélites en todo momento, lo cual es el mínimo necesario para calcular una posición tridimensional precisa. Cada satélite completa dos órbitas por día, con un periodo orbital de aproximadamente 11 horas y 58 minutos.
El sistema GPS está en constante proceso de modernización. Actualmente, se están desplegando los satélites de la serie GPS III, que ofrecen mejoras significativas en términos de precisión, resistencia a interferencias y nuevas señales tanto para usuarios civiles como militares. Hasta la fecha se han lanzado siete satélites GPS III, todos operativos, y se espera el lanzamiento del octavo (SV08) durante mayo de 2025.
El sistema GPS mantiene una constelación robusta y en evolución, proporcionando servicios de posicionamiento, navegación y sincronización (PNT) de alta precisión a nivel mundial.
GLONASS (Global\'naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema)
Hasta mayo de 2025, el sistema de navegación por satélite GLONASS (Global Navigation Satellite System) de Rusia cuenta con 26 satélites en órbita, de los cuales 24 están operativos y 2 se encuentran en fase de pruebas.
Todos los satélites se encuentran en órbita terrestre media (MEO) a una altitud aproximada de 19.100 km, distribuidos en tres planos orbitales a 64,8° respecto del Ecuador con nueve satélites por plano, lo que permite una cobertura global continua. Con al menos 24 satélites activos, GLONASS ofrece servicios de posicionamiento global comparable al sistema GPS de Estados Unidos.
Rusia está llevando adelante un proceso de modernización de su constelación mediante la incorporación de satélites de nueva generación, como:
· GLONASS-K: satélites más avanzados con mayor vida útil y señales adicionales para mejorar la precisión.
· GLONASS-K2: introducen señales basadas en tecnología CDMA (Acceso Múltiple por División de Código, permite que múltiples usuarios compartan la misma banda de frecuencia, utilizando códigos únicos para distinguir sus señales), lo que mejora la interoperabilidad con otros sistemas GNSS como GPS y Galileo.
· GLONASS-KM: será la próxima generación, con nuevas señales y capacidades mejoradas para mayor precisión y nuevos servicios.
Se prevé que la constelación se expanda a 30 satélites operativos en 6 planos orbitales para fines de 2025, lo que permitirá mejorar aún más la cobertura global y la precisión del sistema GLONASS.
GALILEO
Hasta mayo de 2025, el sistema de navegación por satélite Galileo, desarrollado por la Unión Europea, cuenta con 32 satélites lanzados, de los cuales 27 están operativos.
La constelación Galileo está diseñada para funcionar con 30 satélites: 24 activos y 6 de respaldo, distribuidos en tres planos orbitales inclinados 56° respecto al ecuador, en órbita terrestre media (MEO) a una altitud aproximada de 23.616 km.
Se prevé que los seis satélites restantes de primera generación sean lanzados entre 2025 y 2026, lo que permitirá completar la constelación prevista.
Paralelamente, avanza el desarrollo de la segunda generación de satélites Galileo (G2), que incorporará importantes mejoras tecnológicas, como:
· Propulsión eléctrica, que prolonga la vida útil.
· Enlaces intersatelitales, para mejorar la continuidad del servicio.
· Mayor precisión y nuevas señales, tanto para usuarios civiles como para aplicaciones gubernamentales.
BeiDou
Hasta mayo de 2025, el sistema de navegación por satélite BeiDou (BDS), desarrollado por China, ha lanzado un total de 60 satélites, de los cuales 44 están operativos.
La actual constelación de BeiDou se distingue por su diseño en múltiples tipos de órbita, lo que le permite ofrecer una cobertura flexible y de alta precisión:
· Órbita Terrestre Media (MEO): 27 satélites operativos distribuidos en seis planos orbitales, inclinados 55° respecto al ecuador.
· Órbita Geoestacionaria (GEO): 7 satélites operativos, posicionados de forma fija sobre el ecuador.
· Órbita Geosincrónica Inclinada (IGSO): 10 satélites operativos, que combinan las ventajas de la GEO y la cobertura en latitudes medias.
Además, 8 satélites adicionales se encuentran en fase de pruebas o en reserva: 4 en MEO, 2 en GEO y 2 en IGSO.
China ha anunciado el desarrollo de una nueva generación del sistema BeiDou, que incorporará satélites en órbita terrestre baja (LEO). Se espera que las pruebas tecnológicas clave finalicen en 2025, con el lanzamiento de tres satélites de prueba hacia 2027. La implementación completa del nuevo sistema está prevista para 2035.
Gracias a su enfoque de arquitectura mixta (MEO + GEO + IGSO), BeiDou se diferencia de otros sistemas GNSS como GPS o Galileo, proporcionando servicios de posicionamiento, navegación y sincronización altamente precisos a nivel global, y con especial énfasis en Asia-Pacífico.
Funcionamiento
Cada satélite de un sistema de posicionamiento global está equipado con relojes atómicos de altísima precisión, fundamentales tanto para el cálculo de posición geográfica como para aplicaciones de sincronización de tiempo.
Cuando un satélite transmite su señal hacia la Tierra, ésta incluye varias informaciones clave:
· La posición del satélite en el momento del envío.
· Códigos específicos que identifican el satélite y permiten distinguir señales.
· Una marca de tiempo precisa, que indica exactamente cuándo fue emitida la señal.
Cuando la señal llega a un receptor GNSS (como un GPS), este registra una segunda marca de tiempo correspondiente al momento exacto de recepción. Esta diferencia entre el momento de emisión y recepción es la base para calcular la distancia al satélite, lo que permite al receptor determinar su propia ubicación.
Para calcular la posición el receptor GNSS utiliza la siguiente información:
· La ubicación del satélite en órbita (variable).
· El tiempo de transmisión de la señal (variable).
· El tiempo de llegada de la señal al receptor (variable).
· La velocidad de propagación de la señal, que es la velocidad de la luz (constante: 300.000 km/s).
Con estas variables, el receptor puede calcular su posición en las tres dimensiones espaciales (coordenadas X, Y y Z, equivalentes a latitud, longitud y altitud) y además resolver una cuarta variable crítica: el tiempo. Por ello, se requieren como mínimo cuatro satélites en simultáneo para calcular una posición tridimensional precisa con sincronización horaria.
Actualmente, existen aproximadamente 112 satélites GNSS operativos a nivel global, sin contar los satélites de sistemas regionales. Esta cantidad permite que, en casi cualquier parte del mundo, un receptor pueda captar al menos cuatro satélites simultáneamente, incluso en condiciones desfavorables.
En condiciones óptimas (cielo abierto, sin obstrucciones, receptor multibanda y multiconstelación), es posible rastrear simultáneamente hasta 40 satélites o más. En la mayoría de las regiones del mundo, un receptor moderno puede detectar entre 25 y 35 satélites que se encuentran sobre el horizonte.
Por ejemplo, en Europa o América del Norte, un receptor GNSS avanzado puede ver simultáneamente:
· 10 satélites GPS
· 8 satélites Galileo
· 7 satélites GLONASS
· 6 satélites BeiDou
· Total estimado: ~30 satélites visibles al mismo tiempo
Aunque sólo se necesitan cuatro satélites para calcular la posición, cuantos más satélites estén disponibles, mayor será la precisión del posicionamiento. Esto se debe a que:
· No todas las señales llegan con la misma calidad: algunas pueden estar debilitadas o distorsionadas.
· Factores como edificios, árboles, agua o el terreno pueden provocar reflexiones, ruido o retrasos en la señal (fenómeno conocido como multitrayectoria).
· La redundancia en señales permite al receptor filtrar errores y mejorar la precisión final.
Errores en las señales satelitales
En la recepción de señal del satélite puede encontrarse con errores debido a diferentes causas.
1. Ionósfera
Cuando una señal satelital viaja desde un satélite hasta un receptor en la Tierra, debe recorrer aproximadamente 20.000 kilómetros y atravesar varias capas de la atmósfera. Durante este trayecto, pueden producirse errores que afectan la precisión del posicionamiento. Uno de los factores menos relevantes es el clima, ya que la tropósfera —donde se generan fenómenos climatológicos como la lluvia o las nubes— apenas introduce errores, generalmente de apenas unos milímetros. Sin embargo, la ionósfera representa una fuente mucho más significativa de error.
Capas de la atmósfera
La ionósfera no es una capa atmosférica tradicional como la estratósfera o la mesósfera, sino una región compuesta por zonas dentro de la termósfera y exósfera, donde la radiación solar ha ionizado átomos y moléculas, liberando electrones. Esta alta concentración de electrones afecta directamente la propagación de las señales GNSS. Comprender y predecir cómo influye la ionósfera en las comunicaciones satelitales resulta esencial para aplicaciones militares en zonas remotas, redes de satélites móviles y sistemas de navegación por satélite de alta precisión como GPS, GLONASS, Galileo y BeiDou.
El paso de la señal a través de la ionósfera puede introducir retrasos que van desde nanosegundos hasta microsegundos. Aunque estos valores parecen insignificantes, cada nanosegundo de retraso puede traducirse en varios metros de error en el cálculo de posición. Esto ocurre porque los sistemas GNSS basan sus cálculos en la diferencia de tiempo entre el momento en que la señal fue emitida por el satélite y el momento en que fue recibida, todo ello sincronizado con relojes atómicos de altísima precisión. Si una señal es ralentizada por la ionósfera, ese pequeño retraso temporal se transforma en un error espacial medible.
Cuando un receptor GNSS rastrea simultáneamente 20, 30 o incluso 40 satélites, y cada una de esas señales ha sido afectada de alguna forma al atravesar la ionósfera, el conjunto de cálculos puede arrojar resultados con márgenes de error importantes. Esta es una de las razones por las que los receptores GNSS convencionales, como los de uso en vehículos o teléfonos móviles, suelen tener una precisión menor en comparación con los equipos profesionales, los cuales aplican técnicas de corrección específicas.
Para el usuario promedio, una imprecisión de algunos metros no representa mayor inconveniente. Sin embargo, en contextos profesionales como la topografía, la agricultura de precisión, la navegación autónoma o el control de maquinaria, estos márgenes de error pueden ser inaceptables. Dado que no es posible evitar el paso de la señal por la ionósfera, la única solución efectiva es aceptar su existencia y aplicar métodos de corrección, como el uso de receptores multibanda, técnicas de posicionamiento diferencial o modelos matemáticos que estimen y compensen la distorsión producida por esta capa.
2. Multitrayectoria
Otro factor que introduce errores en la recepción de señales GNSS es el fenómeno conocido como reflexión de señal, o multitrayectoria, que ocurre cuando una señal no sigue un trayecto directo desde el satélite hasta la antena del receptor, sino que rebota en objetos físicos antes de llegar a ella. Estos objetos pueden ser edificios, árboles, ventanas de cristal, cuerpos de agua o incluso el propio cuerpo de la persona que sostiene el equipo. Las señales reflejadas recorren distancias mayores y llegan con un pequeño retraso, lo que genera errores en el cálculo de la posición.
A diferencia de los errores causados por la ionosfera, la multitrayectoria puede, en muchos casos, mitigarse —e incluso evitarse parcialmente— mediante decisiones prácticas en el uso del receptor. La primera medida es garantizar que el equipo GNSS esté correctamente instalado. Por ejemplo, en equipos portátiles, es recomendable que la antena esté ubicada por encima de la cabeza del usuario para evitar que su propio cuerpo bloquee o refleje las señales.
También se debe considerar el entorno. Las obstrucciones como árboles o edificios pueden reflejar las señales y degradar la calidad del posicionamiento. Afortunadamente, con la cantidad de satélites GNSS disponibles actualmente, un receptor moderno puede elegir entre numerosas señales fuertes y confiables, especialmente si se encuentra en un lugar con buena visibilidad del cielo. En general, cuanto más despejado esté el entorno, menor será la posibilidad de errores por multitrayectoria.
Los cuerpos de agua presentan un caso particular, ya que reflejan las señales satelitales de manera muy similar a como reflejan la luz solar, aumentando la probabilidad de que el receptor reciba trayectorias múltiples si se encuentra cerca o sobre ellos. No obstante, algunas medidas tecnológicas ayudan a reducir este efecto.
Muchos receptores GNSS profesionales incorporan algoritmos de procesamiento de señal que detectan cuándo una señal ha sido probablemente reflejada. Estas señales son tratadas con menor prioridad, o incluso descartadas, durante el cálculo de posición, en favor de señales directas y más confiables.
Por último, el ángulo con el que la señal llega al receptor también influye. Las señales provenientes de satélites bajos en el horizonte —es decir, aquellas que llegan con un ángulo más inclinado— son más susceptibles a sufrir reflexiones o refracciones. Por esa razón, es habitual que muchos receptores GNSS estén configurados de fábrica para ignorar automáticamente las señales provenientes de satélites que estén por debajo de cierto ángulo de elevación, con el fin de garantizar la mejor calidad posible de posicionamiento.
3. Mala geometría de los satélites
Las siglas DOP (del inglés Dilution of Precision, o dilución de la precisión) se refieren a una medida que indica la calidad de la geometría de los satélites GNSS en el cielo. En términos simples, cuanto más separados estén los satélites entre sí en el firmamento, mejor será la precisión en el cálculo de la posición. Una buena distribución espacial de los satélites genera una baja DOP, lo que indica una geometría favorable para el posicionamiento preciso.
El receptor GNSS calcula la ubicación de la antena determinando el punto donde se cruzan las señales de varios satélites. Si los satélites están distribuidos de forma amplia y equilibrada en el cielo, esta intersección se determina con mayor precisión. Por el contrario, cuando los satélites están agrupados o tienen una mala distribución geométrica, se produce una alta DOP, lo que se traduce en una mayor incertidumbre sobre la ubicación calculada. En este caso, la geometría se considera pobre, y el receptor puede tener dificultades para repetir con precisión la misma medición de posición.
Bajo DOP – excelente geometría satelital Alto DOP – mala geometría satelital
La mayoría de los receptores GNSS profesionales permiten monitorear el valor de DOP en tiempo real para evaluar la calidad de la geometría satelital. En cambio, los teléfonos inteligentes y los dispositivos GPS de uso general normalmente no muestran este valor, ya que no están diseñados para aplicaciones que requieran alta precisión. El valor DOP es un número adimensional: un valor bajo, por ejemplo, menor a 1 o 2, indica excelente geometría satelital, mientras que valores altos, como 7 u 8, reflejan una situación desfavorable para obtener una medición precisa.
Cuando se detecta una DOP alta, una posible solución es esperar unos minutos hasta que los satélites cambien de posición en su órbita, mejorando la geometría general. Esta práctica era fundamental en los primeros años del GPS, cuando había menos satélites disponibles. Hoy en día, con constelaciones GNSS más densas y diversas, monitorear la DOP sigue siendo recomendable principalmente en entornos donde la visibilidad del cielo está severamente limitada, como en zonas boscosas densas, cañones estrechos o ciudades con edificios altos.
4. Derivas
Con el tiempo, un satélite puede desviarse ligeramente de su plano orbital proyectado. Aunque esta deriva suele ser mínima, incluso una pequeña desviación puede generar errores de varios metros en el cálculo de la posición. Para corregir físicamente esta deriva, los satélites están equipados con pequeños cohetes de refuerzo que permiten ajustar su trayectoria. Sin embargo, dado que estos propulsores tienen una cantidad limitada de combustible, no es factible utilizarlos con frecuencia. Por ello, la mayoría de las agencias espaciales optan por corregir la deriva mediante cálculos matemáticos en lugar de intervenciones físicas constantes.
Este control se logra mediante una red de estaciones de vigilancia en tierra distribuidas por todo el mundo. Estas estaciones monitorean de forma continua la integridad y la posición orbital de cada satélite GNSS. Las observaciones obtenidas se organizan en tablas conocidas como efemérides, que contienen información precisa sobre la posición y velocidad de los satélites en momentos específicos. Esta información es esencial para que los receptores puedan calcular correctamente sus coordenadas.
Otro tipo de deriva proviene de los relojes atómicos a bordo de los satélites. Aunque estos relojes son extremadamente precisos —con una desviación estimada de solo un segundo cada 30.000 años—, incluso ese margen mínimo puede generar errores mensurables en los cálculos de posicionamiento.
Afortunadamente, ambos tipos de deriva, tanto orbital como temporal, se corrigen de manera eficiente. Las estaciones terrestres monitorean y calculan constantemente estas desviaciones, y los resultados se transmiten a los satélites. Luego, los satélites incluyen esta información corregida en los mensajes que envían a los receptores GNSS. De este modo, los receptores pueden aplicar las correcciones necesarias en tiempo real y mejorar significativamente la precisión del posicionamiento.
¿Cuál será el futuro sistema de posicionamiento?
El GPS ha transformado la navegación, pero su dependencia de señales satelitales lo hace vulnerable a interferencias o entornos sin cobertura (como túneles o zonas remotas). Para resolver esta fragilidad, la empresa australiana Q-CTRL desarrolló MagNav, un sistema de navegación autónomo que no depende de satélites, no puede ser interferido y ofrece una precisión hasta 50 veces superior a los sistemas inerciales actuales.
MagNav utiliza sensores cuánticos (magnetómetros de rubidio) que detectan las anomalías del campo magnético terrestre, las compara con mapas magnéticos detallados y estima la ubicación con alta precisión. Su algoritmo de inteligencia artificial filtra el ruido en tiempo real y se adapta automáticamente a cualquier vehículo o entorno sin necesidad de calibración previa.
Durante las pruebas en vuelo y en tierra, MagNav demostró errores de posicionamiento de solo 22 metros tras más de 6.700 km recorridos y hasta 46 veces más precisión que los mejores sistemas inerciales comerciales. También es un sistema pasivo e indetectable, ideal para aplicaciones militares.
Aunque todavía depende de mapas magnéticos detallados y puede verse afectado por el clima espacial, MagNav representa un avance clave en navegación autónoma, con aplicaciones prometedoras en entornos hostiles, misiones críticas y regiones donde el GPS no es viable.
La vulnerabilidad del posicionamiento global: una amenaza crítica para operaciones militares y civiles
Hoy en día, las señales de posicionamiento global (GNSS) tienen un papel esencial en una amplia variedad de aplicaciones civiles y militares. Entre todas, hay dos usos que destacan por su trascendencia estratégica:
· En el ámbito militar, el GNSS permite el guiado preciso de armas inteligentes (misiles, cohetes y bombas), así como la navegación autónoma de vehículos aéreos no tripulados (UAV).
· En el ámbito civil, el sistema es clave para la Navegación de Área (RNAV), una técnica que permite a las aeronaves seguir trayectorias óptimas sin depender exclusivamente de señales terrestres, mejorando la eficiencia y seguridad del espacio aéreo.
En operaciones militares, el posicionamiento preciso basado en GNSS no sólo permite alcanzar objetivos con gran exactitud y minimizar daños colaterales, sino que también facilita la sincronización entre unidades, gracias a la disponibilidad de una referencia común de tiempo y ubicación.
En el ámbito aeronáutico civil, la RNAV y su evolución, la Navegación Basada en el Rendimiento (PBN), dependen fuertemente del GNSS para permitir rutas más directas, reducir la carga de control del tráfico aéreo y optimizar el uso del espacio aéreo. Esto ha sido fundamental en la transición hacia un modelo de navegación más flexible y eficiente.
A pesar de su utilidad, el GNSS es vulnerable a varios tipos de amenazas, especialmente en entornos hostiles o complejos:
· Interferencia (jamming): se trata de la emisión deliberada de señales de radio que degradan o bloquean la recepción de las señales GNSS, dejando al receptor sin información confiable de ubicación.
· Suplantación (spoofing): consiste en la emisión de señales falsas que imitan a las legítimas, engañando al receptor y haciéndolo calcular una posición errónea.
Estas amenazas se han vuelto especialmente preocupantes en zonas de conflicto o en áreas geopolíticamente sensibles, donde las fuerzas militares o actores hostiles utilizan jamming y spoofing como herramientas tácticas para desorganizar al enemigo o proteger activos estratégicos. Por ejemplo, la guerra electrónica ha llegado a bloquear por completo el GNSS en regiones enteras del este de Europa o Medio Oriente.
Algunos receptores avanzados, conocidos como RAIM (Receiver Autonomous Integrity Monitoring), permiten monitorear constantemente las distancias entre los satélites GPS y el receptor, y detectar señales defectuosas o engañosas que podrían afectar la precisión de la posición, la protección que ofrecen tiene sus límites.
Existen dos niveles de protección RAIM: el RAIM básico, que realiza detección de fallos (FD), requiere al menos cinco satélites y alerta a los pilotos si la señal GPS no es confiable. Por otro lado, el RAIM avanzado, que implementa detección y exclusión de fallas (FDE), necesita al menos seis satélites y no solo detecta errores, sino que también excluye automáticamente al satélite defectuoso, lo que permite mantener una navegación continua y segura.
Sin embargo, la mayoría de los equipos civiles actuales no están preparados para enfrentar ataques sofisticados, como el spoofing o la interferencia deliberada. Esto pone en evidencia la necesidad de integrar tecnologías complementarias que refuercen la resiliencia y confiabilidad de los sistemas de navegación por satélite.