Desde los inicios de las exploraciones y estudios de la naturaleza, los investigadores han hecho uso de mapas y métodos cartográficos para la ubicación espacial de elementos en la superficie de la Tierra. Antes, se dependía de mapas en papel, cintas métricas, teodolitos y brújulas, pero con el desarrollo de las tecnologías espaciales aparecieron los Sistemas Globales de Navegación Satelital o GNSS por sus siglas en inglés (Global Navigation Satellite Systems) (Nowak et al., 2020Nowak MM, Dziób K, Ludwisiak Ł, Chmiel J. 2020. Mobile GIS applications for environmental field surveys: A state of the art. Global Ecology and Conservation (2020). DOI: https://doi.org/10.1016/j.gecco.2020.e01089.). El sistema NAVSTAR (Navigation System Timing and Ranging), que se hizo operativo a partir del 17 de julio de 1974, fue la base del primer y más conocido sistema global de navegación: el GPS (Global Positioning System), cuyas siglas se han generalizado por el público a todos los sistemas satelitales y equipos que brindan las coordenadas de la ubicación geográfica. Sus primeros usos fueron militares, y su principal prueba de campo fue en la operación militar “Tormenta del Desierto”, de los EUA donde se demostró su valor táctico. En el año 2000 se liberó el servicio, eliminándose la función de disponibilidad selectiva que intencionalmente degradaba la precisión de la señal para uso del público y, desde ese momento, los GPS se han hecho herramientas de uso extensivo en múltiples ramas de la vida diaria (Bornschlegtel, 2009Bornschlegtel T. 2009. The history of the Global Positioning System GPS. Disponible en http://www.imamu.edu.sa/Scientific_selections/abstracts/Physics/ (consultado: 20 de agosto de 2020).).
El rápido desarrollo de los sistemas de información geográfica (SIG) y de la tecnología GNSS en los análisis espaciales relacionados con el ambiente y la vida silvestre, ha conducido a un fuerte cambio en los métodos de trabajo de campo (Sonti, 2015Sonti SH. 2015. Application of geographic information system (GIS) in forest management. Journal of Geography and Natural Disasters. 5:145. https://doi.org/10.4172/2167-0587.1000145.; Nowak et al. 2020Nowak MM, Dziób K, Ludwisiak Ł, Chmiel J. 2020. Mobile GIS applications for environmental field surveys: A state of the art. Global Ecology and Conservation (2020). DOI: https://doi.org/10.1016/j.gecco.2020.e01089.). Los dispositivos GPS portables son herramientas básicas en el trabajo de campo de los investigadores (Nowak et al., 2020Nowak MM, Dziób K, Ludwisiak Ł, Chmiel J. 2020. Mobile GIS applications for environmental field surveys: A state of the art. Global Ecology and Conservation (2020). DOI: https://doi.org/10.1016/j.gecco.2020.e01089.). Los equipos de mayor precisión son, en la mayoría de los casos, caros para los investigadores (su precio mínimo puede rondar los 10 000 USD). Muchos modelos más asequibles han salido al mercado, con razones calidad - precio adecuados, sin embargo, son dispositivos generalmente diseñados para navegación o turismo, y sus propiedades no son amigables con la recolecta de atributos o datos más complejos (Nowak et al., 2020Nowak MM, Dziób K, Ludwisiak Ł, Chmiel J. 2020. Mobile GIS applications for environmental field surveys: A state of the art. Global Ecology and Conservation (2020). DOI: https://doi.org/10.1016/j.gecco.2020.e01089.). A pesar de ello, desde la primera década del siglo, los científicos ambientales han comenzado a hacer un uso intensivo de esta tecnología (Johnson y Barton, 2004Johnson CE, Barton CC. 2004. Where in the world are my field plots? Using GPS effectively in environmental field studies. Frontiers in Ecology and Environment. 2 (9), 475e482.; Rutter, 2007Rutter SM. 2007. The integration of GPS, vegetation mapping and GIS in ecological and behavioural studies. Revista Brasileña de Zootecnia. 36(Supl.l): 63e70. DOI: https://doi.org/10.1590/S1516-35982007001000007.; Hauptvogel et al., 2010Hauptvogel R, Kuna R, Strba P, Hauptvogel P. 2010. GIS design for in situ conservation of rare and endangered species. Czech Journal of Genetic and Plant Breeding. 46: S50eS53. DOI: https://doi.org/10.17221/696-CJGPB.; Dodd, 2011Dodd M. 2011. Where are my quadrats? Positional accuracy in fieldwork. Methods in Ecology and Evolution. 2(6): 576e584. https://doi.org/10.1111/j.2041-210X.2011.00118.x.). El resultado de buscar ‘GPS’ en la base bibliográfica de PubMed muestra un comportamiento creciente en el número de artículos relacionados con estos equipos desde cerca de 500 en el año 2000 hasta 1784 en el año 2019.
Los sensores de señales GPS/GNSS no se restringen a equipos especializados, sino que, con la miniaturización de los circuitos y el abaratamiento de la técnica, en la última década se ha llegado a la producción masiva de receptores a pocos dólares por unidad. Muchos equipos han comenzado a incorporar estos servicios, desde automóviles, tabletas, teléfonos y hasta relojes de pulsera. La amplitud del uso de esta tecnología es demostrada por las estadísticas del Reporte de Mercado de la European GNSS Agency (GSA, 2019GSA (European GNSS Agency). 2019. What is GNSS? Disponible en https://www.gsa.europa.eu/european-gnss/what-gnss (consultado: 6 de agosto de 2020).), que informaba que en este año ya existían 6.4 billones de dispositivos GNSS en uso. Este mercado está fuertemente dominado por los teléfonos inteligentes (smartphones) que abarcan el 84% de los receptores.
A pesar de esta irrupción masiva en las actividades humanas y especialmente en el campo de las investigaciones ambientales, muchas personas ignoran los aspectos básicos de funcionamiento de los sistemas de posicionamiento satelital. Eso es común en el empleo de equipos o funciones de uso diario que se suelen usar como “cajas negras”, sin que se afecte su utilidad. Pero en el campo de la investigación científica, donde los GNSS están teniendo un gran impacto sobre todo en estudios enfocados al análisis de la biodiversidad, estos aspectos pueden tener repercusiones metodológicas. Hay elementos relacionados con la precisión, las fuentes de errores o los tipos de receptores que deben tenerse en cuenta a la hora de diseñar una toma datos de campo o identificar el equipo más apropiado para los objetivos de un estudio específico. Por esta razón, la presente comunicación tiene como objetivo exponer los aspectos básicos de la tecnología de los Sistemas Globales de Navegación Satelital actuales, que deben ser conocidos por los investigadores de campo que los utilizan.
El campo de las aplicaciones de GPS y sistemas de posicionamiento satelital tiene un lenguaje altamente técnico, manejado generalmente en idioma inglés y con conceptos poco afines a los investigadores en ciencias ambientales. Por ello, se han resumido las principales siglas, acrónimos y conceptos técnicos relacionados en la presente comunicación en la Tabla 1, que se identificarán en el texto por un número en superíndice que indica la fila de dicha tabla donde está su definición.
Un primer aspecto que debe tenerse en cuenta es que, aunque el sistema más conocido por el público es el GPS y a cualquier equipo de recepción se le suele otorgar ese nombre, en realidad es solo uno de los sistemas satelitales de navegación existentes. Por ello es más apropiado hablar de GNSS1, término general que engloba todas las constelaciones de satélites alrededor de la tierra que permiten detectar la ubicación espacial de un punto sobre su superficie (Fig. 1). El GPS se refiere a la constelación de satélites NAVSTAR2 del Departamento de Defensa de los Estados Unidos, que fue la primera con esta función (el primer satélite se puso en órbita en 1974). Pocos años después apareció el sistema GLONASS3 de la antigua Unión Soviética (URSS), que permaneció desatendido por mucho tiempo, pero volvió a ser operativo desde febrero de 2011 (Urlichich et al., 2011Urlichich Y, Subbotin V, Stupak G, Urlichich, Y., Subbotin, V., Stupak, G., Dvorkin, V., Povalyaev, A., Karutin, S. 2011. GLONASS Modernization. En: Proceedings of ION GNSS+ 2011. Portland, (septiembre, 2011).; IACPNT, 2017IACPNT. 2017. Information and Analysis Center for Positioning, Navigation and Timing, Korolyov (Russia). Disponible en https://www.glonassiac.ru/en/GLONASS/index.php (consultado: 23 de agosto de 2020).) y actualmente es manejado por Rusia. También existe el sistema GAL4 o Galileo de la Agencia Aeroespacial Europea Copérnico, operativo desde diciembre de 2016 (EGNSSA, 2017EGNSSA. 2017. European Global Navigation Satellite System Agency, Prague (Czech Republic) and Saint-Germain-en-Laye (France). Disponible en https://www.gsa.europa.eu/european-gnss/galileo/galileo-europeanglobal-satellite-based-navigation-system (consultado: 10 de agosto de 2020).). Desde 2018 están activos los sistemas BDS5 o BeiDou de China (CNSA, 2017CNSA. 2017. BeiDou Navigation Satellite System, Haidian District, Beijing (China). China National Space Administration. Disponible en http://en.beidou.gov.cn/ (consultado: 20 de julio de 2017).) y el Sistema de Satélites Quasi-Cenitales (QZSS6) de Japón el cual brinda, a nivel regional, servicios de posicionamiento y mejoras de las señales de otros sistemas (augmentation system) (Hao et al., 2020Hao M, Jiao W, Jia X, Tao Q. 2020. Precise point positioning performance evaluation of QZSS centimeter level augmentation service. CSNC - LNEE. 652: 78-88.). Finalmente, está el Sistema Satelital de Navegación Regional Indio (IRNSS7), que comenzó a ubicar sus plataformas satelitales desde 2012 y estuvo totalmente operativo en 2018, y que ofrece servicios de posicionamiento y otros servicios de comunicación a la India y una zona geográfica estrecha a su alrededor (ISRO, 2017ISRO. 2017. Indian Space Research Organisation, Bengaluru (India). Disponible en http://www.isro.gov.in/spacecraft/satellite-navigation (consultado: 19 de agosto de 2020).). Los receptores GNSS llamados “multi-constelación8” son aquellos que pueden emplear señales de diferentes conjuntos de sistemas, logrando captar mayor cantidad de satélites simultáneos por lo que son más precisos que los receptores solamente GPS.
Otro elemento importante a dominar es que los equipos dedicados9 de posicionamiento con receptores GPS/GNSS se clasifican en relación a su precisión en tres grupos: instrumentos de nivel peritaje (survey-grade10), instrumentos de mapeo (mapping-grade11) e instrumentos de consumidor (consumer-grade12). Con los GPS de grado perito se alcanzan precisiones milimétricas (en el modo diferencial) porque usan las señales de dos bandas de frecuencias. La onda portadora13 de la señal de la segunda banda permite la corrección de errores ionosféricos (Giffard, 1999Giffard R. 1999. Estimation of GPS Ionospheric Delay Using Ll Code and Carrier Phase Observables. En: Proceedings of the 31st Annual Precise Time and Time Interval (PTTI) Meeting, Dana Point, CA (diciembre, 1999).). La refracción de la onda en la ionosfera también produce un error que oscila entre 1 - 50 m, que varía en relación a la intensidad solar y el magnetismo de la Tierra, por lo que depende de la hora del día y del lugar en el planeta donde se encuentre el receptor. Estos equipos tienen varios mecanismos y protocolos para compensar múltiples errores que inciden en la calidad de la señal y consisten de dos unidades independientes, la antena y el receptor, así como de un software específico para procesar los datos. Son los equipos más caros (de precios rondando los 10 000 USD) y son producidos por pocas compañías a nivel mundial: Javad, Leica, NovAtel, Septentrio, Topcon y Trimble. Son equipos muy útiles en campos donde la alta precisión es importante como la geografía (en cartografías de precisión, para mediciones de estructuras o distancias pequeñas).
Los GPS de mapeo son más comunes, manuales y pueden llegar a tener precisiones de hasta 1 m (aunque lo más usual es entre 5 y 10 m) y son los que, generalmente, se usan para hacer mapas de aspectos naturales o para identificar localizaciones de especies. La mayoría solo usa una banda de las emitidas por los satélites, pero tiene un oscilador cristalino14 que reduce los errores relacionados a la dispersión del reloj del receptor. Por medio de las medidas de fase de la señal portadora y con un post-procesamiento diferencial de los datos15, con ellos es potencialmente posible disminuir los errores de posicionamiento incluso al orden de centímetros. Y finalmente, están los equipos de consumo, categoría en la que se encuentran los receptores de autos, celulares y otros equipos, que tienen precisiones máximas entre 2 - 5 m.
Los equipos de recepción de señales para posicionamiento han utilizado históricamente la llamada Upper L-Band16 (rango de 1500 MHz), que es llamada L1 en el sistema GPS, E1 en Galileo y G1 en GLONASS (Fig. 1B). Estos receptores, en su forma “cruda”, generalmente logran precisiones de alrededor de los 30 m. Sin embargo, en los más recientes se ha incorporado una nueva banda (L5 en GPS, G3 en GLONASS y E5a y E5b en Galileo) que se emite en el rango de 1100-1200 MHz. Esta banda penetra las estructuras más fácilmente y se afecta menos por las reflexiones, además de que permite la corrección de efectos atmosféricos. Con estas ventajas, se aumentan las precisiones hasta 30 cm en los llamados receptores Dual band GPS o Dual band GNSS17 (o Dual frequency).
Los satélites de cada sistema de GNSS funcionan emitiendo continuamente señales radiofónicas específicas, con una señal o marca de tiempo de emisión a intervalos fijos. Cualquier equipo en tierra con receptores específicos de estas señales puede calcular su ubicación geográfica por triangulación, calculando la distancia al satélite a partir de las diferencias entre los momentos de emisión y recepción de cada señal (asumiendo que los relojes en ambos equipos están perfectamente sincronizados). La hora de emisión con muy alta precisión está codificada en la propia señal dado que cada satélite es portador de un reloj atómico. A este indicador de distancia calculada se le llama pseudo-rango18. Las distintas constelaciones de satélites utilizan diferentes señales y muchos equipos modernos están incorporando la capacidad de recibir señales de múltiples sistemas al mismo tiempo. Mientras más satélites pueden ser captados, mayor es la disponibilidad en cada momento y lugar, y aumenta la precisión de ubicación: el error con un GPS L1 es de 11.5 m (RMS19), pero cuando se combina GPS & GAL baja a 6.7 m (Wu et al., 2019Wu Q, Sun M, Zhou C, Zhang P. 2019. Precise Point Positioning using dual-frequency GNSS observations on smartphone. Sensors. 19: 2189. DOI:10.3390/s19092189.).
También hay sistemas accesorios, con coberturas regionales, que aumentan el desempeño de los GNSS, que son los llamados SBAS20 - Satellite-Based Augmentation Systems (GSA, 2019GSA (European GNSS Agency). 2019. What is GNSS? Disponible en https://www.gsa.europa.eu/european-gnss/what-gnss (consultado: 6 de agosto de 2020).). Los cuatro más reconocidos son EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service), que cubre Europa, WAAS21 (Wide Area Augmentation System) en Norteamérica y dos en Japón y alrededores: MSAS (Multi-functional Satellite Augmentation System) y el sistema QZSS ya mencionado. Un caso específico es el sistema StarFire, propiedad privada de la compañía de maquinaria agrícola John Deere, de uso exclusivo para dar servicio de navegación autónoma a sus clientes. También existe la tecnología RTK, que consiste en terminales estáticos de recepción que, en tiempo real, corrigen, regeneran y retransmiten la señal a dispositivos móviles en alcance. Estos sistemas se basan en sistemas de torres receptoras en tierra que reciben las señales, rectifican las órbitas, tiempos y datos de las condiciones de la atmósfera superior, y las transmiten a una serie de satélites geoestacionarios. Estos re-envían la información en sus señales, que son captadas junto con las GNSS y se emplean para corregir los pseudo-rangos calculados.
En los receptores GPS/GNSS la sincronización de los relojes es un aspecto crítico, ya que un error de 0.001 segundo equivale a 300 km de imprecisión en la distancia calculada. Las constelaciones de satélites GPS tienen su propia y precisa medida de tiempo (llamada tiempo-GPS) mantenida por relojes atómicos a bordo y emiten una señal de tiempo (un click) en la banda portadora L de fase modulada. Por esta razón, estos satélites también son utilizados como “sistemas de transferencia de tiempo”, es decir, empleados para sincronizar la medición del tiempo a escala global, siguiendo estándares únicos como el UTC (Universal Time Coordinated). La transferencia de tiempo de alta precisión debe considerar el medio de recorrido (la atmósfera), que causa un retardo de cerca de 3.3 µs/km y por tanto debe corregirse, a menos que la distancia sea muy corta o se necesite poca precisión. El retardo de la ionosfera puede variar desde pocos nanosegundos (noche, dirección vertical) hasta cientos de nanosegundos (durante el día y a bajos ángulos de elevación). Afortunadamente, hay varios métodos de corrección que usan dos frecuencias o con medidas de la fase portadora. El retardo de la tropósfera es de una decena de nanosegundos y las inestabilidades del reloj del receptor físico y sus imprecisiones (llamadas errores de dispersión) generalmente son también de varios nanosegundos. Al final, se logran precisiones de menos de 40 nanosegundos, el 95% del tiempo. En los buenos receptores para posicionamiento el error del reloj llega a 10 nanosegundos (que equivale a 3 m de desplazamiento). También es por esta razón que cuatro satélites cómo mínimo son necesarios para estimados con poco error. Debe tenerse en cuenta, además, que un mismo recorrido o punto tomado en días diferentes puede variar en las coordenadas que se registran (al cambiar los satélites disponibles encima del mismo), por ello se recomiendan varias mediciones por punto en fechas distintas.
Así, la mayor fuente de error de los sistemas satelitales de posicionamiento está asociada a los efectos de propagación por la atmósfera, particularmente los retardos que se producen por las “chispas” en la ionosfera (ionospheric scintillations22) (efecto de las partículas cargadas, que interactúan con el viento solar) y el vapor de agua de la troposfera. Ambos efectos son empleados por muchas estaciones meteorológicas terrestres para recopilar información sobre el estado de la atmósfera superior. Pero si en los receptores para posicionamiento estos sesgos no se estiman o eliminan, el error se mantiene por encima de 30 m (Kintner et al., 2007Kintner PM, Ledvina BM, de Paula ER. 2007. GPS and Ionospheric Scintillations. Space Weather. 5(S09003): 1-23.; Lachapelle y Gratton, 2019Lachapelle G, Gratton P. 2019. GNSS precise point positioning with Android smartphones and comparison with high performance receivers. En: Proceedings of the IEEE International Conference on Signal, Information and Data Processing, Chongqing (diciembre, 2019).). Las formas de enfrentar o compensar estas fuentes de error son las que diferencian los tipos de receptores según su calidad y aseguran las altas precisiones.
De igual forma, dado este principio de funcionamiento básico, se asume que el receptor GNSS deba recibir la señal en línea recta desde el satélite, para que la distancia estimada a partir del tiempo de recorrido sea precisa. Pero cuando hay objetos grandes se pueden reflejar las señales, incluso de satélites que no entran en el campo directo de visión del receptor, con lo cual se retrasan milésimas de segundos en llegar y aumenta el error en la ubicación. Esto es lo que se llama errores por multirrecorrido (multi-path signal error23) (Fig. 2) y es particularmente fuerte en ambientes citadinos. En las ciudades los edificios bloquean las señales directas y permiten solo la visibilidad de satélites en un espacio estrecho encima del receptor, y además las reflejan, con lo cual los errores de cálculo para la triangulación se incrementan. Aunque existen algoritmos en los receptores para identificar las señales reflejadas (a partir del comportamiento de la razón señal/ruido) siempre existe un impacto en la calidad del posicionamiento. Para estimar la calidad de recepción en un punto se emplea un indicador de reducción de precisión llamado PDOP24. El algoritmo llamado de Cañón Urbano utiliza modelos tridimensionales de las ciudades como ayuda para mitigar, excluir o corregir los errores de multi-recorrido en estos contextos y son la base de los 3D-GNSS (Hsu et al., 2015Hsu LT, Gu Y, Kamijo S. 2015. NLOS Correction/Exclusion for GNSS Measurement Using RAIM and City Building Models. Sensors. 15: 17329-17349.). En zonas de campo se deben considerar estos errores en lugares de relieve abrupto o en bordes de zonas boscosas. En las ubicaciones tomadas en un sendero que bordea un bosque se produce un desplazamiento evidente del recorrido real por las reflexiones de las señales en los árboles (Fig. 2C). En vehículos a velocidades considerables se debe tener en cuenta también el efecto Doppler.
Las señales GPS son muy débiles, su fuerza se mide en decibeles en relación a 1 mW (dBm25). La atenuación atmosférica (el conjunto de efectos que atenúa las señales que atraviesan la atmósfera) hace que solo llegue a la superficie entre -125 dBm a -130 dBm (a cielo abierto), pero en las ciudades puede bajar hasta -150 dBm. Un receptor de buena sensibilidad puede adquirir señales de hasta -155 dBm, y una vez fijados los satélites puede mantener el seguimiento, aunque disminuya a -165 dBm. Estas señales tienen poca penetración en las construcciones y en el follaje de los árboles, aunque en este último, cuando no bloquea las señales, las transmite con un fuerte nivel de degradación (por las múltiples reflexiones) que compromete la precisión de la ubicación estimada. El uso de estas señales degradadas para generar la ubicación disminuye la precisión horizontal de cualquier receptor GPS (Modsching et al., 2006Modsching M, Kramer R, ten Hagen K. 2006. Field trial on GPS accuracy in a medium size city: the influence of built-up. En: Proceedings of the 3rd Workshop on Positioning, Navigation, and Communication (WPNC’ 06) Hannover, (marzo, 2006).), pero los receptores comerciales están mejor preparados para lidiar con estos errores. Wing et al. (2005)Wing MG, Eklund A, Kellogg LD. 2005. Consumer-grade global positioning (GPS) accuracy and reliability. Journal of Forestry. 103: 169-173. investigaron las precisiones de los GPS en diferentes condiciones de cobertura boscosa. El error medio fue entre 1 - 4 m en áreas abiertas, entre 1 - 7 m en coberturas moderadas, y aumentaba a 11 m en bosques cerrados.
Más allá de la propia recepción de estas señales, el algoritmo de procesamiento que se utilice tiene un gran impacto en la precisión de la ubicación que se obtenga. Los algoritmos de post-procesamiento de los datos más eficientes son los diferenciales (DGNSS26) que utilizan dobles frecuencias o dos equipos simultáneos (generalmente en equipos de nivel peritaje) y el llamado Posicionamiento Preciso en un Punto (PPP27). El PPP es un algoritmo alternativo al GNSS diferencial, para obtener posiciones absolutas de un receptor GNSS usando solo la fase portadora y observaciones del pseudo-rango (Bisnath y Gao, 2009). Este se está empleando cada vez más por su mayor facilidad y en él las correcciones de órbitas y relojes se calculan usando numerosas estaciones permanentes en tierra del sistema IGS (International GNSS Service28), con lo que se logran precisiones de centímetros (Zumbergue et al., 1997; Wu et al., 2019Wu Q, Sun M, Zhou C, Zhang P. 2019. Precise Point Positioning using dual-frequency GNSS observations on smartphone. Sensors. 19: 2189. DOI:10.3390/s19092189.).
Si bien los equipos dedicados pueden ser relativamente caros (aunque su precio va disminuyendo progresivamente) y más difíciles de adquirir por restricciones comerciales o legales, la tecnología de posicionamiento global se ha infiltrado en muchos otros equipos de uso regular como autos, cámaras fotográficas y teléfonos celulares. Los dispositivos móviles como tabletas y celulares equipados con GPS se han vuelto de amplio uso (Nowak et al., 2020Nowak MM, Dziób K, Ludwisiak Ł, Chmiel J. 2020. Mobile GIS applications for environmental field surveys: A state of the art. Global Ecology and Conservation (2020). DOI: https://doi.org/10.1016/j.gecco.2020.e01089.). La creciente calidad de los sensores en los teléfonos, por ejemplo, en las cámaras fotográficas, ha hecho que los celulares se hayan convertido en instrumentos esenciales en muchas actividades donde el empleo de equipos dedicados se ha vuelto obsoleto (GSA, 2019GSA (European GNSS Agency). 2019. What is GNSS? Disponible en https://www.gsa.europa.eu/european-gnss/what-gnss (consultado: 6 de agosto de 2020).).
A partir del desarrollo de los servicios LBS (Location based services29) en los teléfonos inteligentes, se incorporaron en ellos los receptores GPS (Bauer, 2013Bauer C. 2013. On the (in-) accuracy of GPS measures of smartphones: a study of running tracking applications. En: Proceedings of International Conference of Advances in Mobile Computing and Multimedia, Vienna (diciembre, 2013).), pero además están equipados usualmente de un sistema asistido (A-GPS30). Este es un mecanismo que emplea la red de telefonía celular de forma combinada a las señales satelitales para determinar las posiciones con mayor velocidad (Vallina-Rodriguez et al., 2013Vallina-Rodriguez N, Crowcroft J, Finamore A, Grunenberger Y, Papagiannaki K. 2013. When assistance becomes dependence: characterizing the costs and inefficiencies of A-GPS. GetMobile. 17: 3-14.), reducir el tiempo de adquisición de los GPS tradicionales y contrarrestar los errores de multi-recorrido en zonas citadinas (Bierlaire et al., 2013Bierlaire M, Chen J, Newman J. 2013. A probabilistic map matching method for smartphone GPS data. Transportation Research. Part C Emerging Technology. 26: 78-98.), aunque se sacrifica precisión (Massad y Dalyot, 2018Massad I, Dalyot S. 2018. Towards the crowdsourcing of massive smartphone assisted-GPS sensor ground observations for the production to Digital Terrain Models. Sensors. 18: 898.; Zandbergen, 2009Zandbergen PA. 2009. Accuracy of iPhone locations: a comparison of assisted GPS, WiFi and cellular positioning. Transaction on GIS. 13: 5-26.; Zandbergen y Barbeau, 2011Zandbergen PA, Barbeau SJ. 2011. Positional accuracy of assisted GPS data from high-sensitivity GPSenabled mobile phones. Journal of Navigation. 64: 381-399.). La confiabilidad de estos sensores de nivel de consumidor en los teléfonos inteligentes para su uso científico fue recientemente valorada por Denis et al. (2021)Cambiar por: Denis, D., Cruz, D.D., Ferrer-Sánchez, Y. y Felipe, F.L. 2021. Potencialidades de los celulares inteligentes para investigaciones biológicas. Parte 2: Receptores GPS/GNSS. Revista Jard. Bot. Nac. Univ. Habana 42: 209-216., quienes brindan argumentos para contrarrestar el prejuicio existente en su contra.
La georreferenciación de la información de biodiversidad es vital en muchos campos de la Ecología y la Conservación, así como en estudios biogeográficos, de impacto ambiental, propagación de especies invasoras y muchos otros. Estos constituyen las bases para correctas estrategias de manejo y conservación de los recursos naturales, de ahí que la importancia del dominio y uso adecuado de la tecnología de posicionamiento global vaya más allá de un simple valor teórico hasta las aplicaciones prácticas (Novak et al., 2020Nowak MM, Dziób K, Ludwisiak Ł, Chmiel J. 2020. Mobile GIS applications for environmental field surveys: A state of the art. Global Ecology and Conservation (2020). DOI: https://doi.org/10.1016/j.gecco.2020.e01089.). El empleo de los receptores GPS/GNSS en estos campos ha tenido, por ende, un crecimiento considerable en las últimas décadas aparejado a un incremento en la utilización de otras informaciones satelitales. Por encima de la cartografía geográfica tradicional, la producción de mapas de recursos, condiciones ambientales, distribuciones de especies, ecosistemas o rasgos vegetales potenciados por esta tecnología ha tenido un impacto significativo en las investigaciones ambientales. Productos que antiguamente podrían tardarse meses para ser obtenidos, ahora pueden actualizarse en pocas horas. Esto permite monitorear características espaciales y procesos que varían a mayores velocidades.
Los GNSS son campos activos de investigación y desarrollo, en los que se prevén grandes adelantos a corto plazo. En principio, se dan pasos para la homogeneización de las señales entre constelaciones, con lo cual se aumentaría la eficiencia y se abaratarían significativamente los costos de producción de receptores multi-constelación. Nuevos algoritmos de post procesamiento se están probando a diario al igual que sistemas de navegación dentro de edificaciones y otros lugares donde no se reciben las señales con suficiente intensidad o calidad.
Un impulso importante fue la incorporación de estas tecnologías a los teléfonos inteligentes, lo que las ha puesto al alcance de una cantidad significativa de personas. Esto ha permitido una generalización de las funciones de recopilación, transmisión y envío de datos en tiempo real, y proporciona a los investigadores nuevas formas de investigación y validación (Dickinson et al., 2010) con apoyo público, que en su máxima expresión constituye la llamada ciencia ciudadana. Esta universalización, sin embargo, también denota la necesidad de un mayor conocimiento del funcionamiento de los sistemas de navegación.