Cómo funciona el GPS sin internet ni tarjeta SIM

Satélites GPS: explicación sencilla

El Sistema de Posicionamiento Global (GPS) es una constelación de satélites operada por la Fuerza Espacial de Estados Unidos. Así funciona en su nivel más básico:

• 31 satélites orbitan la Tierra a una altitud aproximada de 20.200 km, en la órbita terrestre media
• Cada satélite lleva un reloj atómico de altísima precisión y emite continuamente una señal de radio que incluye la identificación del satélite, su posición actual en órbita y una marca temporal precisa
• Estas señales viajan a la velocidad de la luz hacia la superficie terrestre
• Un receptor GPS en tierra recibe simultáneamente señales de varios satélites
• Al medir el tiempo que tarda en llegar cada señal, el receptor calcula la distancia a cada satélite
• Con las distancias a al menos 4 satélites, el receptor puede calcular su posición 3D exacta (latitud, longitud y altitud) mediante un proceso llamado trilateración

El punto clave: todo este proceso es unidireccional. Los satélites emiten. Tu receptor recibe. Tu receptor nunca transmite nada de vuelta a los satélites. Los satélites ni siquiera saben que tu dispositivo existe. No interviene ninguna conexión a internet en ningún paso.

GPS funciona igual tanto en el centro de una ciudad como en una montaña remota. A los satélites les da igual. Simplemente emiten señales.

Por qué GPS no necesita internet

Para los usuarios finales, GPS es fundamentalmente un sistema pasivo que solo recibe señales. La cadena de señal desde los satélites hasta tu receptor solo utiliza ondas de radio que atraviesan la atmósfera. Sin conexión de red, sin servidor y sin plan de datos.

La navegación GPS integrada en tu coche lleva décadas funcionando sin conexión. Los dispositivos GPS específicos para senderismo, como los Garmin eTrex, siempre han funcionado sin cobertura móvil. Los sistemas de navegación aérea calculan la posición sin conexión a internet. Todos utilizan las mismas señales satelitales GPS, sin necesidad de internet.

El estándar GPS incluso prescinde deliberadamente del cifrado y el control de acceso en la banda de señal civil (L1, 1575,42 MHz): está diseñado expresamente para que cualquier persona con un receptor compatible pueda recibirla gratis en cualquier lugar de la Tierra.

Un chip receptor GPS cuesta unos pocos dólares. Consume poca energía. Y calcula coordenadas de posición precisas usando únicamente ondas de radio procedentes del espacio: sin suscripción, conexión ni nube.

Lo que SÍ necesita internet: la mayoría de los rastreadores GPS comerciales

Entonces, si GPS funciona sin conexión, ¿por qué la mayoría de los rastreadores GPS necesitan un plan de datos móviles?

La respuesta está en la segunda parte del problema: transmitir tu ubicación desde el rastreador hasta tu teléfono.

GPS le indica al rastreador dónde está. Pero un rastreador situado en un campo, en el collar de un perro o en un dron está físicamente separado de ti. Es necesario transmitir esas coordenadas GPS a tu dispositivo. Es en esa transmisión donde la mayoría de los fabricantes introducen la dependencia de internet.

La arquitectura habitual de un rastreador GPS con conexión móvil:

1. El chip GPS calcula las coordenadas (sin conexión, no necesita internet)
2. Una tarjeta SIM integrada se conecta a una red móvil (requiere un plan de datos)
3. Las coordenadas se cargan en el servidor en la nube del fabricante (requiere internet)
4. La aplicación de tu teléfono consulta el servidor en la nube a través de internet (requiere internet)
5. La aplicación muestra la ubicación en un mapa

Los pasos 2, 3 y 4 requieren infraestructura de internet. Si desaparece la cobertura móvil, toda la cadena se interrumpe después del paso 1. Por eso los rastreadores GPS con conexión móvil fallan en zonas remotas: no porque GPS haya dejado de funcionar, sino porque la capa de transmisión perdió la conectividad. Esa misma tarjeta SIM explica por qué la mayoría de los rastreadores para mascotas incluyen un plan mensual; un rastreador para perros sin suscripción tiene que transmitir sus coordenadas de otra manera.

Es una elección de arquitectura, no una necesidad técnica. Hay otra forma de transmitir coordenadas GPS sin internet.

Cómo LoRa sustituye la conexión móvil para transmitir coordenadas

La radio LoRa (largo alcance) es una tecnología de transmisión alternativa que permite enviar datos de coordenadas GPS a largas distancias sin ninguna infraestructura móvil.

LoRa utiliza bandas de radio ISM sin licencia (868 MHz en Europa y 915 MHz en Norteamérica) para transmitir pequeños paquetes de datos —incluidas las coordenadas GPS— directamente de un dispositivo a otro. Es una comunicación de radio punto a punto, similar en concepto a un walkie-talkie, pero con mucho más alcance y un consumo de energía muy inferior.

Una radio LoRa que transmite a 14 dBm puede enviar de forma fiable un paquete de coordenadas GPS a través de 15–20km de terreno abierto. El receptor no necesita conectarse a internet, a una torre de telefonía móvil ni a ninguna infraestructura. Solo tiene que estar dentro del alcance de la radio.

Esto es exactamente lo que hace Loko. Las coordenadas GPS calculadas por el rastreador Loko Air se transmiten mediante LoRa al receptor Loko Ground que llevas contigo, evitando internet por completo. La capa de transmisión funciona tan sin conexión como la capa de recepción GPS. Si estás comparando este sistema con un collar para perros con conexión móvil, consulta cómo una alternativa a Tractive para lugares sin cobertura se compara en cobertura, alcance y tarifas.

La cadena completa sin conexión: del satélite a la pantalla

Esta es la ruta completa de la señal en el sistema Loko. Observa que cada paso utiliza comunicación de radio local sin intervención de internet:

Cómo funciona GPS: preguntas frecuentes