El GPS o Sistema de Posicionamiento Global (Global Positioning System) es un sofisticado sistema de orientación y navegación cuyo funcionamiento está basado en la recepción y procesamiento de las informaciones emitidas por una constelación de 24 satélites conocida como Navstar, ubicados en diferentes órbitas a unos 20 mil km por encima de la superficie terrestre. Cada satélite da dos vueltas diarias al planeta, una cada doce horas. Las trayectorias y la velocidad orbital han sido calculadas para que formen una especie de red alrededor de la Tierra (debe haber en todo momento cinco satélites a la vista en cualquier zona), de manera que un receptor GPS a cualquier hora del día o de la noche, en cualquier lugar, con independencia de las condiciones metereológicas, pueda facilitar la posición que ocupa al captar y procesar las señales emitidas por un mínimo de tres satélites.
En la década del ‘80 la armada de USA puso en funcionamiento un sistema de navegación basado en las emisiones de un reducido grupo de satélites llamado Satnav, que fue el antecesor del actual GPS. El GPS fue desarrollado por el departamento de defensa de USA al final del período de la "Guerra Fría" con fines militares. Superada esta fase, se extendió su uso a aplicaciones civiles comenzando a utilizarse en náutica y aviación. En sus comienzos la cobertura no era total pues faltaban situar en órbita varios satélites, además su elevado precio los ponía fuera de alcance de la mayoría de los usuarios potenciales. Actualmente la red es totalmente operativa, incluyendo satélites de reserva y hay disponibles en el mercado receptores GPS a precio asequible.
Cada satélite de la constelación GPS emite continuamente dos códigos de datos diferentes en formato digital, uno civil y otro militar. Los satélites están equipados con relojes atómicos que garantizan una precisión casi total, ofreciendo un error estimado en un segundo cada 70 mil años. Los satélites transmiten continuamente su situación orbital y la hora exacta. El tiempo transcurrido entre la emisión de los satélites y la recepción de la señal por parte del receptor GPS, se convierte en distancia mediante una simple fórmula aritmética (el tiempo es medido en nanosegundos). Al captar las señales de un mínimo de tres satélites, por triangulación el receptor GPS determina la posición que ocupa sobre la superficie de la Tierra mediante el valor de las coordenadas de longitud y latitud (dos dimensiones). Dichas coordenadas pueden venir expresadas en grados, minutos y/o segundos o en las unidades de medición utilizadas en otros sistemas geodésicos. La captación de cuatro o más satélites facilita, además, la altura del receptor con respecto al nivel del mar (tres dimensiones). Las coordenadas de posición y otras informaciones que puede facilitar el receptor, se actualizan cada segundo o cada dos segundos.

@ Error voluntario en el GPS, por zseguridad

La estación central del sistema GPS, situada en Estados Unidos, degrada la precisión de las señales civiles (por medio de una pequeña diferencia en el tiempo de emisión/recepción) de forma que ofrezca un pequeño error, error estimado entre los 25 y 100 metros. Esta degradación de la señal es conocida como “disponibilidad selectiva”. Esta diferencia en las coordenadas de posición nada importante para la utilización del GPS para usos corrientes civiles, es debida a motivos de seguridad, su objeto es impedir que el sistema sea utilizado con fines no pacíficos por enemigos de los Estados Unidos (guiado de misiles, fundamentalmente).

@ Limitaciones

El GPS es, sin duda, el más sencillo y preciso sistema de navegación disponible en la actualidad, sin embargo no debe ser el único instrumento de navegación de un vehículo, ya que además puede estropearse, el departamento de Defensa de USA puede (ya lo ha hecho en alguna ocasión) interrumpir, modificar o degradar las señales cuando lo considere oportuno. Las señales emitidas por los satélites se comportan, en cierto modo, como la luz, ya que pueden traspasar el cristal y el plástico, sin embargo no pasan a través de montañas, túneles, edificios, superficies metálicas o estructuras similares. La antena de los receptores debe estar orientada de forma que tenga "acceso visual" a los satélites. En el modo de navegación, un receptor GPS indica la distancia que falta para alcanzar un punto de destino en línea recta. Hay que tener en cuenta que en la tierra es prácticamente imposible, incluso en el desierto, seguir una trayectoria recta por largos períodos, ya que los accidentes orográficos obligan a variar la dirección con frecuencia. Fuentes: clubdelamar.org y wikipedia.