La palabra geoposicionamiento se refiere a ubicar una persona, o una cosa, sobre la superficie terrestre, generalmente especificando la latitud y longitud de la misma. Para objetos móviles se incluye también el tiempo de modo que la posición quede completamente determinada como función del tiempo.

El método más antiguo para geoposicionarse, o simplemente para orientarse, hace uso del sol y las estrellas. En particular, de noche la posición de la estrella Polar se mantiene fija en el cielo y nos puede ayudar a estimar nuestra posición y la de los cuatro puntos cardinales. Otros métodos aproximados pueden hacer uso de que en el hemisferio norte los musgos en los árboles suelen crecer más en el lado norte que recibe menos luz solar y se mantiene más húmedo, o en el hecho de que algunas especies de hormigas construyen sus hormigueros con las entradas apuntando hacia el sur.

En nuestros días es cada vez más común hacer el geoposicionamiento a través de una unidad GPS. Esta palabra se construye con las siglas en inglés de “Sistema de Posicionamiento Global”. Este sistema está constituido por un conjunto de satélites que orbitan la Tierra.

El nacimiento del sistema GPS con fines militares data de 1978, posteriormente, en 1983, el sistema se amplió para poderse usar con fines civiles. En 1978 se contaba con una red de 11 satélites, para 1988 se contaba con 24 satélites, y actualmente se cuenta con 31 satélites.

Para poder usar el sistema GPS se requiere contar con un receptor GPS. Dado que estos receptores son cada vez más baratos, la mayoría de los teléfonos celulares están equipados con uno de estos receptores. De modo que es muy probable que el lector pueda sacar su celular y geoposicionarse en cuestión de segundos.

El funcionamiento del sistema GPS requiere que el receptor GPS capte, e identifique, las señales de al menos cuatro satélites GPS para poder efectuar el equivalente de una triangulación, con un cuarto parámetro agregado para encontrar el tiempo. Los satélites GPS a su vez mandan su posición y su trayectoria en lo que se conoce como “efimérides” de modo que las señales que recibe el receptor en un momento dado se pueden convertir a tres coordenadas de posición más una de tiempo.

Es interesante mencionar que el sistema de satélites GPS requiere tecnología de punta ya que cada uno de los satélites GPS lleva abordo cuatro relojes atómicos. Sin estos relojes sería imposible alcanzar la precisión de cerca de 3 m que se puede lograr en el geoposicionamiento de un receptor GPS. Esta precisión se puede incrementar a algunos decímetros con técnicas más especializadas y mediciones más prolongadas en el tiempo.

Por otro lado, en ocasiones se escucha que el sistema GPS no serviría si no se aplicaran las correcciones debidas a la Teoría Especial de la Relatividad y a la Teoría General de la Relatividad, teorías que en la actualidad están bastante probadas y que publicó Albert Einstein en 1905 y en 1915, respectivamente.

La Teoría Especial de la Relatividad predice que un reloj en un satélite GPS, con movimiento relativo respecto al reloj fijo en la Tierra, se alenta, mientras que la Teoría General de la Relatividad predice que un reloj en un satélite, donde el campo gravitatorio es menor, se adelanta con respecto a un reloj más cerca de la superficie terrestre. Es decir que ambos efectos tienen correcciones de signo contrario.

La gran mayoría de las unidades receptoras GPS no miden su tiempo propio, lo cual sería extremadamente costoso, sino que derivan la medición del tiempo de los mismos relojes atómicos de los satélites. Sin embargo, lo que se hace es ajustar la frecuencia de los relojes atómicos que viajan abordo de los satélites para tomar en cuenta estas correcciones y evitar desfases en el tiempo medidas con otros relojes atómicos que están fijos en la Tierra.

Con tantos avances científicos y técnicos, es común que nuestra capacidad de asombro se vea disminuida cuando usamos instrumentos de alta tecnología. Por eso, la próxima vez que el lector use su celular para geoposicionarse, lo invito a que imagine los 31 satélites que orbitan la tierra con relojes atómicos de ultra alta precisión, y de paso le rinda un pequeño tributo al genio de Albert Einstein, quien revolucionó la física hace poco más de un siglo.