- Definición y funcionamiento: trilateración, pseudodistancia y mínimos de 4 satélites.
- Constelaciones clave: GPS, GLONASS, Galileo y BeiDou y su interoperabilidad.
- Aumentación y precisión: SBAS/EGNOS, A‑GPS, ajustes en wearables y altitud con barómetro.
- Alta precisión y futuro: RTK, correcciones NTRIP e integración con redes 5G.
En apenas unas décadas, los sistemas de navegación satelital GNSS han pasado de ser proyectos militares a convertirse en una infraestructura invisible y cotidiana que usamos para movernos, medir, sincronizar redes o incluso entrenar. Aunque mucha gente lo mete todo en el saco de “GPS”, lo cierto es que GPS es solo uno de varios sistemas globales que conviven y se complementan para ofrecer posicionamiento, navegación y temporización en cualquier punto del planeta.
Para evitar confusiones y dar una visión completa, aquí repasamos qué es GNSS, cómo funciona, cuáles son sus constelaciones principales y cómo se potencia su precisión con sistemas de aumentación, además de ver su impacto en wearables, aplicaciones prácticas, tecnologías como RTK y algunos apuntes históricos que ayudan a entender de dónde venimos y hacia dónde vamos.
¿Qué es un sistema GNSS?
GNSS (Global Navigation Satellite System) es el término paraguas que agrupa a constelaciones de satélites que emiten señales desde el espacio para proporcionar datos de posición, velocidad y tiempo a receptores en la Tierra. Por definición, un GNSS ofrece cobertura global y se materializa en sistemas como el europeo Galileo, el estadounidense GPS, el ruso GLONASS o el chino BeiDou, todos ellos interoperables a distintos niveles y con prestaciones comparables.
En la práctica, un receptor GNSS capta señales de varios satélites de distintas constelaciones; cuanto más “multiconstelación” y “multifrecuencia” sea el receptor, mejor precisión, disponibilidad e integridad puede conseguir, especialmente en entornos complicados como calles estrechas con edificios altos o zonas montañosas con obstrucciones.
¿Cómo funciona el posicionamiento GNSS?
Para calcular la posición, el receptor mide el tiempo que tarda en llegar la señal de cada satélite y, con la velocidad de propagación conocida, estima la distancia o pseudodistancia (pseudo-rango). Mediante trilateración con al menos cuatro satélites se resuelven la latitud, la longitud, la altitud y el sesgo del reloj del receptor respecto al tiempo GNSS, consiguiendo así una solución de posicionamiento y temporización coherente.
Este proceso está sujeto a errores propios del medio: retardos ionosféricos y troposféricos, multitrayectoria por rebotes en superficies cercanas, ruido del receptor o pequeñas imprecisiones en efemérides y relojes. El uso de múltiples constelaciones/frecuencias, algoritmos avanzados y sistemas de corrección ayuda a mitigar esas fuentes de error y estabilizar la solución en condiciones reales.
Una idea intuitiva es imaginar tres faros y un barco: si conocemos la distancia del barco a cada faro, podemos trazar tres circunferencias que se cruzan en un punto; ese cruce es la posición. Con satélites ocurre algo similar en tres dimensiones, pero se necesita un cuarto satélite para resolver el tiempo del receptor y eliminar soluciones falsas, garantizando así la consistencia espacial y temporal.
Estructura de un sistema GNSS: los tres segmentos
Todo GNSS se articula en tres segmentos bien definidos que, en conjunto, hacen posible el servicio global de posicionamiento y tiempo con niveles de precisión y disponibilidad muy elevados para aplicaciones civiles y profesionales.
- Segmento espacial: la constelación de satélites de navegación que orbitan la Tierra transmitiendo códigos, efemérides y datos de tiempo. Incluye satélites operativos y de repuesto, y puede incorporar satélites geoestacionarios en sistemas de aumentación basados en satélite.
- Segmento de control: red de estaciones en tierra que monitorizan, controlan y actualizan satélites y señales, garantizando integridad, sincronización y calidad del servicio. Gestiona subidas de datos y correcciones a la constelación.
- Segmento de usuario: el ecosistema de receptores (móviles, relojes, drones, equipos de topografía, vehículos, etc.) que procesa las señales para calcular posición, velocidad y tiempo, con capacidades de multi-GNSS cada vez más generalizadas.
Constelaciones GNSS más relevantes
Actualmente conviven varias constelaciones globales que aseguran redundancia y mejor cobertura en cualquier región del planeta. Aunque comparten propósito, cada una tiene historia, arquitectura y planes propios.
GPS (Estados Unidos)
El Sistema de Posicionamiento Global, también conocido como NAVSTAR GPS, evolucionó desde proyectos militares de los años sesenta. Es, a día de hoy, un sistema totalmente operativo, con una constelación de referencia que incluye en torno a 32 satélites distribuidos en seis planos a unos 20.200 km de altitud e inclinación de 55 grados, ofreciendo cobertura global y amplia madurez tecnológica.
Los satélites emiten códigos y mensajes de navegación que los receptores procesan para determinar posición y tiempo. Con la evolución de generaciones de satélites y señales, GPS ha alcanzado niveles de precisión muy altos en uso civil y permite mejoras adicionales mediante aumentación y técnicas avanzadas.
GLONASS (Federación Rusa)
GLONASS nació en los ochenta como alternativa al GPS y actualmente está gestionado por la Federación Rusa. Su constelación operativa está compuesta por 24 satélites a una altitud aproximada de 19.100 km, con periodos orbitales cercanos a 11 horas y 15 minutos, ofreciendo cobertura global con exactitud comparable a GPS en muchos escenarios.
Su rendimiento puede variar según la región y las condiciones, pero en conjunto aporta redundancia y disponibilidad, lo que al combinarse con otras constelaciones incrementa la robustez de la solución, especialmente en receptores multi-GNSS.
Galileo (Unión Europea)
Galileo es el sistema civil europeo puesto en marcha oficialmente en 2016. Desarrollado por la ESA y operado por EUSPA, se diseñó con foco en uso civil, privacidad e integridad del servicio. Dispone de más de veinte satélites en órbita y un plan para completar una red de aproximadamente 30 satélites con servicios abiertos y comerciales de alta precisión.
Uno de los objetivos de Galileo es ser alternativa y complemento a GPS y GLONASS, proporcionando señales modernas, estructuras de mensaje avanzadas y mejoras de precisión que, combinadas, ofrecen un salto cualitativo en posicionamiento y temporización.
BeiDou (República Popular China)
BeiDou, cuyo nombre puede traducirse como “Osa Mayor”, es el sistema chino implantado para asegurar independencia y cobertura global. La constelación actual ronda los 30 satélites, con precisión típica de unos pocos metros y capacidades regionales en Asia-Pacífico que pueden llegar a del orden de centímetros mediante servicios y técnicas de corrección.
Desde su anuncio de disponibilidad global, BeiDou se ha consolidado como pieza fundamental del ecosistema GNSS, aportando diversidad de señales y orígenes que, junto con GPS, GLONASS y Galileo, refuerzan la resiliencia del posicionamiento en todo el mundo.
Aumentación satelital: SBAS y EGNOS
El rendimiento GNSS puede potenciarse con sistemas regionales de aumentación basados en satélite (SBAS). En Europa, EGNOS mejora la precisión y la fiabilidad sobre GPS corrigiendo errores de las señales y difundiendo información de integridad a través de satélites geoestacionarios, algo clave en aviación y servicios críticos.
Estas correcciones reducen el error por ionosfera y otras fuentes, ajustan el modelo de reloj y satélite, y proporcionan alertas sobre la calidad de la señal. El resultado son soluciones más estables, con precisiones superiores y capacidad de certificación en determinados sectores.
GNSS en wearables: precisión y ajustes
En relojes deportivos y otros wearables, GNSS se utiliza para registrar velocidad, distancia y ruta. Cuando no se usa GNSS en una sesión, algunos dispositivos estiman velocidad y distancia con el acelerómetro de muñeca, y gestionan funciones de entrenamiento que dependen de esos datos, como índices de rendimiento.
La captura inicial requiere localizar al menos cuatro satélites y, una vez fijada la solución, el reloj puede ir añadiendo más satélites sobre la marcha hasta utilizar un máximo de 12 en muchos perfiles. Con GPS asistido (A-GPS), esa primera fijación se acelera considerablemente, lo que se nota especialmente en condiciones difíciles de recepción.
En altitud, algunos relojes incorporan barómetro para ofrecer medidas más precisas. La altitud inicial suele calibrarse con GNSS; en modelos sin barómetro, la altitud proviene únicamente de GNSS y, en ocasiones, puede ser menos fiable. Como referencia, para una altitud estable se recomienda contar con al menos seis satélites, y además, la altitud no se usa para calcular la distancia en los registros.
Muchos modelos permiten elegir el conjunto de satélites preferente en ajustes del reloj: GPS + GLONASS, GPS + Galileo o GPS + QZSS (este último es de cobertura regional en Asia-Pacífico). El ajuste por defecto suele ser GPS + GLONASS, pero conviene probar combinaciones para ver cuál rinde mejor en tu zona y entorno.
El GPS Asistido (A-GPS) predice posiciones y órbitas de satélites y carga datos al reloj durante aproximadamente 14 días a través de la app o software de sincronización. Esto reduce drásticamente los tiempos de enganche y, además, ayuda a mejorar la selección dinámica de satélites durante la actividad, lo que redunda en rutas y velocidades más estables.
Ojo con la principal limitación de A-GPS: necesita conocer tu ubicación aproximada reciente. Si vas a entrenar a más de 100 kilómetros del último sitio donde registraste actividad, la primera fijación podría tardar un poco más hasta que se actualicen los datos de contexto para esa zona.
Como referencia para usuarios que buscan compatibilidad, estas capacidades se encuentran en una amplia gama de relojes deportivos, incluyendo modelos como Grit X, Grit X Pro, Grit X2 Pro, Ignite, Ignite 2, Ignite 3, Pacer, Pacer Pro, Vantage M, Vantage M2, Vantage V, Vantage V2, Vantage V3 y Vantage M3, entre otros con prestaciones GNSS comparables.
Aplicaciones del GNSS en la vida real
Las aplicaciones de GNSS son ubicuas: navegación en coche, avión, barco o a pie; topografía y construcción; agricultura de precisión; emergencias y protección civil; investigación científica; gestión de flotas y logística; y un largo etcétera.
Más allá de posicionamiento, el tiempo GNSS sincroniza infraestructuras críticas: finanzas, redes de comunicación, energía y centros de datos dependen de señales temporales estables para sellar transacciones y coordinar redes con exactitud de microsegundos.
En entornos donde la señal se degrada (interiores, cañones urbanos), es habitual combinar GNSS con INS (navegación inercial), barómetros, odometría o señales Wi‑Fi/telefonía para mantener una solución continuada mientras la visibilidad de satélites es limitada.
Cómo se obtiene la posición: de los faros al cielo
La analogía clásica con faros ayuda a visualizar el problema: a partir de la distancia a varios emisores, hallamos el punto donde se cruzan las superficies a esa distancia. En 3D, esos cruces son intersecciones de esferas; con cuatro satélites se elimina el error del reloj del receptor y se obtiene una solución única y físicamente coherente.
Dos satélites definen un círculo de soluciones posibles, tres reducen el conjunto a dos puntos y el cuarto descarta la solución espuria resolviendo el tiempo, por eso la regla práctica es “al menos cuatro” para una posición válida y, a partir de ahí, cuantos más satélites y señales limpios, mejor.
Antecedentes: de LORAN y Omega al satélite
Antes del GNSS moderno, sistemas como LORAN y Omega utilizaron redes terrestres de radio para estimar posiciones a partir de diferencias de tiempo entre una estación maestra y estaciones esclavas. Fueron sistemas clave durante décadas, especialmente para la navegación marítima y aérea en épocas anteriores al satélite.
El primer gran salto espacial llegó con sistemas basados en el efecto Doppler, donde receptores medían el corrimiento de frecuencia de satélites conocidos para fijar la localización. Aquellas experiencias sentaron las bases de constelaciones modernas, que pasaron de aplicaciones militares a uso civil masivo con una precisión inimaginable entonces.
Uso militar y dualidad del servicio
Los ejércitos de todo el mundo utilizan señales autenticadas o cifradas para navegación, guiado y sincronización segura, lo que permite incrementar la efectividad y seguridad operativa. Paralelamente, las señales abiertas habilitan aplicaciones civiles, manteniendo la dualidad de propósitos característica de estas constelaciones.
Diferencias entre GNSS y GPS
Decir “GNSS” es hablar de la familia completa; decir “GPS” es referirse a una de sus piezas. Con el auge de receptores multiconstelación y multifrecuencia, lo habitual es beneficiarse de lo mejor de cada una para lograr posicionamientos más estables en cualquier entorno.
RTK, NTRIP y el futuro del posicionamiento
Una de las tendencias con más tracción es RTK (Real Time Kinematic), que emplea una estación base con posición conocida para enviar correcciones al rover y así alcanzar precisiones de orden centimétrico en tiempo real. Al compensar errores atmosféricos, de reloj y efemérides, RTK transforma aplicaciones críticas en topografía, agricultura y construcción.
Para facilitar su adopción, NTRIP (Networked Transport of RTCM via Internet Protocol) permite distribuir correcciones RTK por Internet desde redes de estaciones base, evitando desplegar una infraestructura propia en muchos casos. Drones y, progresivamente, vehículos conectados pueden recibir estas correcciones vía red celular y lograr posiciones extremadamente precisas.
Mirando hacia las telecomunicaciones, algunos fabricantes trabajan en integrar servicios de corrección en infraestructuras 5G, de modo que la red celular se convierta en canal natural para difundir datos de aumentación. Esto abre la puerta a servicios de posicionamiento de muy alta precisión integrados en la conectividad del propio dispositivo.
Todo apunta a que GNSS, combinado con técnicas como RTK y con soportes de red avanzados, seguirá ganando peso en soluciones de movilidad, automatización e industria, con más interoperabilidad y mejor integridad del servicio a escala global.
Los sistemas GNSS forman el “tejido invisible” del posicionamiento moderno: constelaciones como GPS, GLONASS, Galileo y BeiDou aportan cobertura global; SBAS como EGNOS refuerzan la precisión e integridad; y en el extremo de la exactitud, RTK y las correcciones por red elevan el listón a centímetros. Desde relojes deportivos hasta aviones, pasando por agricultura, obras y finanzas, el ecosistema evoluciona hacia soluciones más precisas, fiables y disponibles para la vida cotidiana y profesional.
