El GPS y su código aleatorio.

Un código aleatorio que hace más seguro el Sistema de Posicionamiento Global.

Este Código Pseudo Aleatorio es parte fundamental del receptor GPS. Físicamente se trata de una secuencia digital muy complicada. O sea una señal que contiene una sucesión muy compleja de pulsos "on" y "off". La señal es tan compleja que es casi un ruido eléctrico generado al azar. De allí su denominación de "Pseudo-Aleatorio".

Toda esta complejidad tiene su buena razón. Al ser un código tan complejo esto nos asegura que nuestro GPS no se sintonice por accidente con otra señal. Siendo el GPS un aparato tan complejo, las posibilidades que una señal tenga el mismo código aleatorio son prácticamente imposibles.
Además, cada uno de los 24 satélites tiene un Código Pseudo Aleatorio propio, lo cual garantiza que el GPS no se equivoque de satélite. Al mismo tiempo esto asegura que todos los satélites puedan transmitir a la misma frecuencia sin causarse interferencia mutua. A su vez, esta complejidad también complica a una persona que busque interferir intencionalmente los satélites desde el exterior. Pero hay todavía una razón más importante para la complejidad del Código Aleatorio que hace que el GPS sea un sistema económico: este código permite hacer uso de la “teoría de la información” para poder amplificar la señal GPS. Es por esa razón que estas señales débiles emitidas por satélites pueden ser captadas por los pequeños receptores GPS sin necesidad de usar grandes antenas.

Medir el tiempo de viaje de la señal que va desde el satélite al receptor es clave para el buen funcionamiento del GPS; para eso los relojes que usemos deben tener una precisión casi absoluta, ya que con un desvió de apenas un milésimo de segundo a la velocidad de la luz se produce un error de 300 km. Si bien los satélites disponen a bordo de relojes atómicos de una precisión total, ¿qué pasa con nuestros receptores GPS?

Recordemos que tanto el satélite como el GPS deben sincronizar sus Códigos Pseudo Aleatorios para poder funcionar correctamente. Obviamente no podemos alojar relojes atómicos dentro de nuestros GPS ya que el costo lo volvería prohibitivo y nadie podría costear un servicio así.
Felizmente los creadores del GPS dieron con una solución que es una de las piezas claves del sistema GPS, y transforma literalmente a cada GPS en un reloj atómico.

La solución que se usa para obtener un timing perfecto es efectuando una medición satelital adicional. Resulta que si tres mediciones correctas pueden localizar un punto en el espacio, cuatro mediciones incorrectas logran el mismo resultado. Esto es fundamental para el buen funcionamiento del GPS, pero hacer una explicación más detallada excedería el alcance de este artículo. De todas formas hagamos un pequeño resumen:

Si todo funcionase perfectamente (nos referimos a los relojes de nuestros GPS), entonces las distancias a los satélites se interceptarían en un punto único (o sea, nuestra posición), sin embargo usando relojes imperfectos, una cuarta medición no interceptaría a los tres primeros. De esa forma, el sistema de nuestro GPS detectaría el error y lo atribuiría a una mala sincronización con la hora universal.

A consecuencia de este inconveniente, cualquier GPS decente tiene que ser capaz de sincronizarse con, al menos, cuatro satélites en forma simultánea. En la actualidad casi todos los GPS del mercado acceden hasta a doce satélites al mismo tiempo. Ahora, teniendo al Código Pseudo Aleatorio como una señal confiable para la correcta sincronización de la hora universal, tendremos todos los elementos necesarios para medir con exactitud nuestra distancia a un satélite en órbita.

Sin embargo para que la triangulación funcione correctamente se deberá saber no solamente la distancia entre nosotros y el satélite, sino que debemos saber la ubicación de los mismos con total exactitud.