El servicio hidrográfico nacional es una de los pilares fundamentales en el cumplimiento de la misión asignada por la DIMAR. En su historia cuenta con  más de 21 años en continua e importante labor, obteniendo avances significativos en la infraestructura,  procesamiento y compilación cartográfica digital, al igual que el almacenamiento y mantenimiento de equipos especializados.

El principal propósito de la investigación hidrográfica es la descripción y presentación gráfica de la geomorfología submarina aplicada a la navegación, realizados a través de las publicaciones. En esta tarea se han utilizado equipos en la toma hidrográfica, los cuales han evolucionado y reflejado un secuencial progreso tecnológico.

En sus inicios, los primeros hidrógrafos usaron como sistema de posicionamiento el sextante, los teodolitos Warren, Wild T05, hicieron una valiosa labor, pero a través del tiempo se evidenciaron errores e inexactitud en los datos obtenidos.

Equipos de posicionamiento horizontal DMU y Rotheta usados en los primeros levantamientos hidrográficos en Colombia

De esta manera, yendo de la mano  con el avance tecnológico de los días, los sistemas de posicionamiento fueron remplazados por los actuales "GPS", obteniéndose una precisa información de los datos que se procesan.

Por consiguiente, el proceso de mejoramiento de equipos y programas automatizados no pudo haber sido posible solamente por el avance tecnológico, además influyó el reto que adquirió el sistema de hidrografía con la adquisición del Sistema de Información Geográfica (CARIS), de origen canadiense, el cual  redujo el tiempo de elaboración de una carta a tan solo dos meses, lo que aumentó la producción anual en un 400%  de sus publicaciones.

Entendiendo la importancia del GPS diferencial para la Hidrografía, hay que referirse a  su funcionabilidad y exactitud En primera medida definimos que el GPS en un Sistema de Posicionamiento Global que se basa en la toma de señal de satélites, creado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos quienes introdujeron un error con el fin de tener un control de este equipo teniendo en cuenta que era un equipo de objetivo militar. Estos errores han sido corregidos con gran precisión por sistemas basándose en la utilización de receptores civiles (servicio SPS, Standard Positioning Service), factor  por lo que el  Ministerio de defensa de los Estados Unidos se vio sorprendido decidiendo degradarlo, lo que degeneró enormemente la exactitud de la navegación de los usuarios que no eran militares.

Este efecto se conoce como Disponibilidad Selectiva o SA (Selective Availability) Para degenerar la señal, la SA hace oscilar el reloj de los satélites, corrompiendo así la medida del tiempo de llegada de la señal, manipulando los datos de las efemérides de los satélites. Los usuarios del servicio PPS de uso militar (Precise Positioning Service), eliminan los efectos de la SA mediante técnicas criptográficas. Para usuarios civiles, la SA se puede corregir utilizando técnicas diferenciales a partir del conocimiento de la posición exacta de un receptor fijo (GPS diferencial)

Aunque actualmente no se aplique tal error inducido, la precisión intrínseca del sistema GPS depende del número de satélites visibles en un momento y posición determinados. Sin aplicar ningún tipo de corrección y con ocho satélites a la vista, la precisión es de 6 a 15 metros, pero puede obtenerse más precisión usando sistemas de corrección como el GPS diferencial.

Este tipo de error o inexactitud se produce por diversas fuentes como:

• Retraso de la señal en la Ionosfera y Troposfera, señal multirruta producida por el rebote de esta en edificios y montañas cercanos.
• Los errores de orbitales, en donde los datos de la órbita del satélite no son completamente precisos.
• El número de satélites visibles.
• La geometría de los satélites visibles.
• Los errores locales en el reloj del GPS. 

El GPS Diferencial (“Diferential GPS” o DGPS) ofrece una mayor precisión al captar la posición respecto al GPS normal. Este puede corregir el error, permitiendo un cálculo muy exacto y fiable de la posición.

Es así como el DGPS utiliza los errores recibidos en una determinada zona para mejorar las medidas de otros receptores GPS que se encuentran en la misma zona geográfica. En otras palabras, se basa en la corrección del error GPS calculado por un receptor posicionado en un punto de coordinadas conocidas. Este receptor, llamado Estación de Referencia, mide el error comparando las coordenadas obtenidas por el GPS con las verdaderas del punto conocido.  Esta “diferencia”, que se mide minuto por minuto, se transmite por radio a DGPS locales, para eliminar así el error.

Por eso se llama GPS Diferencial, pues obtiene el punto del satélite GPS y lo corrige con la diferencia recibida de una estación en tierra. Si se usa en este modo el GPS puede asegurar una precisión  de 3 metros, anulando casi totalmente el error artificial (SA) introducido por el Departamento de Defensa Americano del que se ha hablado anteriormente. Existen varias formas de obtener las correcciones DGPS como son: las recibidas por radio a través de algún canal preparado para ello, el RDS en una emisora de FM, las descargadas de Internet con una conexión inalámbrica y las proporcionadas por algún sistema de satélites diseñado para tal efecto. Para que las correcciones DGPS sean válidas, el receptor tiene que estar relativamente cerca de alguna estación DGPS, generalmente, a menos de mil kilómetros. Es decir, que la precisión lograda por el sistema DGPS puede ser de unos dos metros en latitud y longitud, y unos tres metros en altitud. Esta exactitud en la toma de su posición coloca al GPS diferencial como una herramienta indispensable con la que cuenta el servicio hidrográfico para realizar sus trabajos de toma de datos, logrando dar una confiabilidad a la labor que ejerce la institución a la ciudadanía. Por ultimo, este instrumento se basa en una estación fija que da un dato exacto de su posición, el cual es correlacionado con el GPS en una estación distante, este tipo de actividad logra corregir el error de disponibilidad selectiva, logrando dar una confiabilidad a los datos que se toman.

Esta confiabilidad es pieza fundamental en la toma de muestras in situ, efectuados por el sistema hidrográfico nacional dándole una cuota alta de responsabilidad a la exactitud de este instrumento y a su importancia dentro del proceso de la elaboración de las publicaciones. La implementación del GPS diferencial ha sido un paso significativo en el avance de la Hidrografía nacional.

CONTACTO

Teniente de Navío

Edwin Antonio Parada Cabrera