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EL GPS EN LA MONTAÑA

¿QUÉ ES UN GPS?

Es un aparato que recibe la señal de varios de los satélites que forman el sistema militar americano Global Position System. El GPS fue desarrollado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos con el objetivo de mejorar la exactitud para la navegación terrestre, marina y aérea, para de esta manera proveer posicionamiento geográfico preciso en cualquier parte del mundo a usuarios en Tierra por medio del uso de receptores portátiles. Así, el 22 de febrero de 1978, se puso en órbita el primero de los satélites NAVSTAR, fecha que marcó un nuevo hito en la historia de la Navegación y Geodesia en todo el mundo.

El proyecto GPS determinó en un principio el lanzamiento de un grupo de 10 satélites o bloque experimental, que tuvo como objetivo determinar la efectividad del sistema. Después de estos trabajos de investigación, se puso en marcha el bloque operativo, que el 26 de junio de 1993 colocó en órbita el satélite número 24, con lo cual quedó completa la constelación que permite una cobertura espacial de 24 horas en cualquier parte del mundo.

Excursionista orientándose con GPS y mapa

Este sistema está formado por 24 satélites que giran alrededor de la Tierra enviando su posición cada segundo. Para que un GPS dé la posición (latitud y longitud) con precisión, debe estar conectado, al menos, a 4 satélites simultáneamente. Si no es así dará error o indicará mediante un mensaje que no tiene cobertura o que las señales son demasiado débiles.

Los GPS no funcionan en el interior de un edificio, pues las señales de los satélites no atraviesan las paredes (sí en cambio los parabrisas de los vehículos). Tampoco dan la posición cuando tiene poco cielo "a la vista", como ocurre al atravesar un desfiladero, o bajo un bosque tupido, o cerca de un murallón.

El sistema proporciona información muy fiable acerca de la posición, en cualquier circunstancia climática, lugar de la tierra y en cualquier momento. De ahí sus aplicaciones básicas: localización de puntos de interés, trazado de itinerarios y rutas, etc. Cuando reciben bien las señales tienen precisión de 4 m o menos y dan la posición cada segundo.

GPS de montaña Garmin

Constan de una pequeña pantalla en la que están dibujadas los caminos que se le hayan introducido previamente y el camino que se va siguiendo y unos botones para manejarlo. Tienen funciones para dar las distancias recorridas, las velocidades media e instantánea (importante para las bicicletas de montaña), proporcionan la altitud (altímetro), las subidas y bajadas acumuladas, pueden tener brújula electrónica, etc. Algunos modelos tienen pantallas en color, permiten la introducción de mapas topográficos, confeccionan perfiles verticales de la ruta realizada o poseen altímetro barómétrico. Más adelante veremos su posible utilidad.

¿QUÉ SE NECESITA PARA UN USO EFICIENTE DEL GPS EN EL CAMPO O EN LA MONTAÑA?

Además del propio aparato, se necesitan mapas digitalizados y calibrados para verlos en un ordenador, los correspondientes programas informáticos que permitan, además de calibrar los mapas, diseñar rutas y descargarlos en el GPS. Y por último, un cable que comunique el GPS con el ordenador (generalmente a través de un puerto COM). Este cable no suele venir con el GPS y hay que comprarlo aparte; suele ser caro.

Los programas informáticos más conocidos para trabajar con GPS son el Ozi Explorer y el CompeGps Land, este último de pago.

Para aprender a utilizar de un modo detallado el GPS y los programas informáticos citados existen numerosos manuales en Internet. Algunos de ellos se pueden descargar en las siguientes direcciones:

MANUALES GENERALES DE GPS Y OZI EXPLORER

http://www.portalplanetasedna.com.ar/gps.htm

http://www.rutascaceresbtt.es/utilidades/curso_gps_oziexplorer.pdf

http://alakan.wordpress.com/de-track-en-track/software-y-manuales-de-uso-para-gps/

DIGITALIZACIÓN Y CALIBRACIÓN DE MAPAS

a) Digitalizar un mapa: consiste en trasladarlo a un archivo informático que pueda ser leído por un programa de dibujo. Si se tienen mapas topográficos en papel, primero hay que escanearlos para convertilos en un archivo generalmente en formato JPG. En la red se encuentran muchos mapas ya digitalizados. También se pueden conseguir gratuitamente ortofotos y mapas topográficos con distintas escalas a partir del Sistema de Identificación de Parcelas Agrícolas SIGPAC del Ministerio de Agricultura pesca y alimentación. Hay un programa gratuito llamado DeCaSP (buscarlo en el Google) que permite extraer varios mapas topográficos y ortofotos del servicio SigPac, unirlos en un sólo mapa y calibrarlos para distintos programas como Oziexplorer, CompeGPS o Track Maker. También es útil el Google Earth que permite visualizar la topografía del lugar que recorremos en tres dimensiones.

Mapas topográficos

Mapa topográfico de Picos de Europa

b) Calibración de un mapa: Consiste en asignar a cada pixel (punto de la pantalla del ordenador) del mapa digitalizado una longitud y una latitud geográfica. Los programas citados en el párrafo anterior permiten hacerlo con fiabilidad, utilizando varios puntos de los que se conozca su latitud y longitud -generalmente los cruces de la cuadrícula en los mapas topográficos-.

TRACK, WAYPOINT Y RUTAS

En la navegación con GPS en el campo o la montaña los Track y los Waypoints son de gran ayuda y las rutas apenas se utilizan.

a) Un Waypoint es el punto de referencia de un lugar, un punto ubicado en algún sitio que se determina por sus coordenadas. En un GPS podemos fijar un waypoint en el punto donde nos encontramos actualmente, bien en otro lugar introduciendo manualmente las coordenadas de dicho punto o simulando con el puntero del GPS que nos hemos desplazado a ese punto.

Waypoints

Marcar y guardar un waypoint con un GPS sirve para identificar un punto sobre el que queremos "recordar" su posición para poder llegar a él en otro momento. Por ejemplo, para marcar un lugar de especial interés que de otra manera nos sería muy difícil volver a localizar después de un tiempo.

En GPS podemos guardar normalmente hasta 500 waypoints y a cada uno de ellos podemos asignarle un nombre descriptivo: bar, cueva, entrada al camino, etc.

GPS de montaña

Si accedemos a la lista de waypoints almacenados en el GPS podemos indicar a nuestro GPS que nos dé la distancia a dicho punto y nos dirija hasta llegar a él (navegación básica). Posteriormente, en nuestra casa podemos descargar todos los waypoints en el ordenador para que un programa informático (Oziexplorer, Track Maker, CompGPS, etc) los sitúe exactamente en el mapa topográfico o en el Google Earth para verlo en tres dimensiones.

De modo inverso, al diseñar ruta en el ordenador, utilizando un mapa calibrado, se pueden situar los lugares y eventos que parezcan relevantes: un cruce, una majada, una fuente, la cima de un monte, el punto de partida o de llegada, etc. En la ruta, al llegar a ese sitio, aparecerá en la pantalla del aparato.

b) Un Track es un camino o ruta (la palabra ruta designa otra forma de navegar) que seguimos o vamos a seguir.

Cuando se camina con el GPS encendido, el aparato recibe de los satélites la información necesaria para determinar su posición cada segundo o cada 4 segundos en modo de ahorro de energía. En la pantalla se va mostrando el camino recorrido. El track es la huella que vamos dejando cuando nos desplazamos con el GPS. Es decir, igual que si fuéramos arrojando piedrecitas tras nuestros pasos, el GPS guarda todo el camino que hemos recorrido. Una vez guardado el track en el GPS de un itinerario, podremos utilizarlo en el futuro para volver a realizar la misma ruta sin temor a perdernos.

Track

Los usos de esta función son varios:

1.Guardar el camino recorrido para volver sobre nuestros pasos si es necesario
2.Volver a realizar el mismo recorrido en fechas posteriores
3.Saber si estamos dando vueltas sobre nuestro propio camino
4.Guardar un registro que nos permitirá posteriormente conocer sobre el mapa nuestro recorrido, velocidades, alturas, etc.

Por defecto, el track se comienza a guardar cada vez que encendemos el GPS y como la memoria del GPS es limitada (dependidendo del modelo), cuando ha acumulado un cierto recorrido que ha llenado la memoria del track, este se va borrando desde el principio poco a poco a medida que vamos desplazándonos. Si no queremos perder un track, podemos guardarlo en la memoria del GPS o transferirlo al ordenador. También podemos borrar todo el track acumulado y comenzar a partir del punto actual. Es interesante configurar el GPS para guarde el track con nuestra posición cada ciertos metros o cada cierto tiempo, dependiendo de nuestras necesidades.

También se puede dibujar, sobre el mapa digitalizado y calibrado del ordenador, el camino a seguir (track) con algunos de los programas informáticos informáticos antes citados. Este camino estará marcado permanentemente en la pantalla del GPS. Como el aparato va marcando, también, el camino seguido realmente (como vimos en el párrafo anterior), se puede comparar nuestra ruta real, con la programada en el ordenador. Al hacer esto, con buenas condiciones de cobertura de los satélites, se comprueba que las discrepancias entre los dos caminos son mínimas.

Orientándose con GPS

c) Rutas: una ruta no es más que una serie de waypoints dispuestos en un cierto orden.

La navegación de una ruta supone llegar a cada uno de los waypoints que la componen, en el orden previsto. Con el GPS podemos crear una ruta seleccionando waypoints de una lista y a continuación seguir (navegar) dicha ruta. Cuando nos acercamos al siguiente waypoint, el GPS nos avisará y pasará automáticamente a guiarnos hacia el próximo punto. Si nos saltamos un punto intermedio, el GPS nos indicará que nos estamos alejando de él y nos guiará "hacia atrás", hasta que estemos más próximos al siguiente punto que al anterior; en ese momento nos guiará hacia el punto al que nos estemos acercando.

Ruta

SOBRE LOS GPS

Hay GPS para montaña de varias marcas y calidades: Garmin, Magellan, etc. Todos ellos utilizan el sistema de satélites americanos GPS y es conveniente que estén preparados para utilizar la red europea Galileo cuando esté operativa. Generalmente no hay diferencias en la sensibilidad en la comunicación con los satélites; las diferencias en el precio se deben más bien a complementos que pueda llevar: pantalla en blanco y negro o color, permitir realizar más o menos gráficos y dar mejores o peores cálculos de los diversos parámetros que miden (distancia recorrida, alturas acumuladas, etc) y sobre todo poder incorporar cartografía con varias resoluciones. Esto último, que podría parecer importante, no lo es, porque en una pantalla tan pequeña no tiene mucho sentido meter curvas de nivel superpuestas con los trayectos seguidos. Lo que interesa saber en la montaña, es el lugar exacto en el que nos encontramos. Esta información la proporciona muy bien cualquier GPS.

Modelo de GPS de montaña de Garmin

Si se ha marcado bien la ruta con su track y sus waypoints en el mapa calibrado del ordenador, y se lleva impreso en un folio e incorporado en el GPS, no habrá ninguna dificultad para saber la posición en cada momento: sólo hay que mirar la pantalla del GPS y si ésta indica que estamos a, pongamos, 120 m de la fuente marcada con un waypoint, allí estaremos también en el plano de papel.

El aparato indica la precisión con la que determina la posición. Cuantos más satélites pueda conectar, mayor es la precisión, llegando hasta los 2 ó 3 m. Cuando tiene a la vista pocos satélites la precisión disminuye y cuando comunica con menos de 4, la precesión puede disminuir hasta cientos o miles de metros, haciéndolo inútil, informando con un mensaje del tipo: "Señales débiles" y se da en zonas arboladas, desfiladeros o cualquier lugar que no tenga suficiente cantidad de cielo a la vista. Por supuesto, en el interior de los edificios no se capta el GPS, aunque sí dentro de un coche.

GPS de bicicleta de montaña

Es conveniente que el GPS tenga altímetro barométrico, para indicar las alturas alcanzadas. Si sólo se conoce la que proporcionan los satélites, se perderá esta información cuando no haya cobertura. En cambio el altímetro barométrico seguirá indicando la presión en cualquier circunstancia y, si se ha calibrado al comenzar la ruta, ofrecerá datos muy precisos de altura. La sensibilidad de estos aparatos suele ser de 1 pie (30 cm) y permiten conocer la altura con una precisión de 10 pies (3 m). Hay que tener en cuenta que si cambia la presión atmosférica, cambiará también la indicación de altura, de modo que cada 1 mb de cambio supone algo menos de 10 m en altura. Por eso muchos llevan incorporado una memoria de la presión en las últimas horas para realizar la corrección correspondiente.

GPS de montaña de Magellan

CAMINANDO CON GPS-USO PRÁCTICO

Cuando encendemos el GPS en una zona despejada de obstáculos, empezamos a recibir señales de los satélites (el receptor GPS no transmite ninguna señal, sólo recibe). Con la primera señal de más intensidad de los satélites, empieza a calcular la distancia que hay a este satélite y donde se encuentran situados los demás. Cuando tiene las señales, como poco, de tres satélites, calcula la distancia que hay a ellos, para procesar la posición en la tierra, mediante la triangulación de las posiciones de dichos satélites De esta forma nos daría en la pantalla de nuestro GPS, unos datos de Posición que son la longitud y latitud. Si tenemos un cuarto satélite, o más, los cálculos son mucho más precisos, aparte de darnos la altitud sobre el nivel del mar.

Los GPS, pueden tener un montón de prestaciones pero, básicamente, nos permiten seguir una ruta (track) o grabar la ruta que estamos haciendo. Si le introducimos una ruta desde el PC la podremos ir siguiendo siempre que estemos en algún punto de la misma y la veamos en pantalla. Si estamos grabando lo que hacemos, veremos el trazado del camino realizado.

Orientación con GPS y mapa

TRACK: Mientras nos movemos, el GPS va guardando un archivo con una serie de datos sobre puntos que va tomando periódicamente: fecha, hora, coordenadas geográficas, altitud, dirección que seguimos, distancia desde el último registro, velocidad , etc... Este archivo es lo que normalmente denominamos "track log", "track".Estos tracks, en forma de fichero, también los podemos obtener de otros GPS, manipularlos, enviarlos por correo a los amigos, descargarlos de una web...

Los puntos que puede almacenar un track log suelen estar comprendidos entre 2.000 y 3.000, dependiendo del modelo de GPS, aunque cada vez en más normal ver receptores que alcancen los 10.000.

Track

WAYPOINT: Los Waypoints (puntos en el camino) son coordenadas geográficas de determinados lugares de interés que queremos señalar: una fuente, la cima de una montaña, una casa, un cruce, etc... Nos ayudan a interpretar mejor nuestra ruta y a darnos puntos de referencia y orientación en ruta. Los waypoints son ficheros de datos que se manejan igual que los tracks. En cualquier momento podemos grabar en nuestro GPS, dándole a la techa correspondiente, cualquier punto que nos interese, para que en un futuro, si volvemos a realizar la ruta, nos salga en el GPS.

RUTA: Una ruta es una sucesión encadenada de tramos que enlazan Waypoints almacenados en la memoria del gps. Inicialmente las rutas se concibieron para la navegación en aguas libres, donde escasean las indicaciones visuales y es fácil seguir una línea recta. Para realizar el recorrido caminando es preferible emplear un track antes que una ruta (en la montaña es muy difícil o casi imposible ir de un punto a otro en línea recta).

Relojes con GPS

USO PRÁCTICO

1.-En un uso inicial y más sencillo del GPS, si sabemos un punto (waypoint) que tengamos grabado previamente, por ejemplo, Seoane do Courel, y le damos al GPS la orden IR A (GO TO) nos indicará siempre la dirección a seguir para llegar a esa posición. Eso sí, no es capaz de adivinar por sí solo los caminos, accidentes geográficos, ríos, pendientes, barrancos, etc. a menos que los tenga grabados en un mapa detallado de la zona. En caso de que nos hayamos perdido, podemos utilizar la función de ruta inversa para volver sobre nuestros pasos al punto inicial donde comenzamos.

Modelo de GPS de Garmin

2.-Si queremos realizar una ruta, podemos registrarla grabándola en el GPS en un track para volver a realizarla en un futuro sin temor a perdernos.Un Track (huella) es mucho más fácil de seguir en el monte, tiene mucha resolución de puntos y siempre podemos recurrir a la función TRACKBACK o RUTA INVERSA para regresar al punto de partida con ayudas guiadas por el propio GPS, ya que lo que hacemos con esto es seguir "nuestros propios pasos" marcados en el receptor.

3.-En un uso más profesional y útil, lo ideal es en primer lugar diseñar la ruta en el ordenador con su track y sus waypoints, y descargados en el GPS. Mediante waypoins podemos diseñar rutas desde casa aunque para obtener buenos resultados tienen que utilizarse muy buenos mapas digitalizados o, mejor aún, ortofotografías. Una cosa es por donde trazan los caminos los mapas y otra muy distinta por donde van de verdad. A partir de aquí es el momento de ponerse a caminar. Durante la ruta, el GPS indica la posición cada segundo en la pantalla y se puede comparar esta posición real con la que se programó en el mapa digitalizado, que también se muestra en la pantalla. Así se puede saber si el camino que seguimos es el correcto o no.

Track

Para operar con tu GPS, es decir, cargarle tracks y waypoints, o viceversa, sacar un track de la ruta que has grabado y archivarlo, etc. necesitas un programa informático que se comunica con el GPS.

Hay muchos, pero el más conocido y sencillo es el OziExplorer (de este programa se organizan incluso cursos para aprender a manejarlo) y el CompeGps Land, de pago pero con unas funciones estupendas para trabajar con ortofotografías. Para estudiar los perfiles y datos de las rutas se puede utilizar el Perfils, programa gratuito.

Es imprescindible un cable-conector adecuado a cada marca de GPS. En los nuevos basta con un cable mini-usb de uso corriente. También hay que tener mapas digitalizados para poder trabajar con el programa. Podemos tenerlos en el disco duro o en CD. Deberemos cargarlos en el programa para ver, sobre ellos, la ruta que hemos seguido. También para trazar la ruta teórica que queremos seguir y grabarla en el GPS. Están disponibles en forma comercial o en internet de forma "gratuita".

Otra posibilidad es calibrar los mapas uno mismo tras escanearlos. Los mapas calibrados se pueden pasar de un usuario a otro y por este motivo hay gran cantidad en Internet.

GPS Etrex de Garmin

Los GPS suelen indicar numerosas funciones que nos pueden ayudar: velocidad, velocidad media, máxima, distancia acumulada, brújula electrónica (que nos permite saber en qué dirección nos estamos moviendo, aunque en muchos casos sólo funciona mientras nos movemos), y también cuentan con Altímetro barométrico, que permite saber la altitud a la que nos encontramos.

ASCENSOS Y DESCENSOS ACUMULADOS

Cuando se camina, el GPS determina la altura mediante dos procedimientos: vía satélite y, si lo tiene, mediante el altímetro barométrico. Me parece más fiable el altímetro barométrico, que se debe calibrar al comenzar cada ruta, introduciendo la altura del punto de partida. Por lo que he leído por ahí, estos dan la altura con más precisión que los satélites.

Orientándose con GPS

Al caminar el aparato determina la altura y va acumulando los ascensos y los descensos. Desconozco cual es el algoritmo que utilizan los GPS para realizar estos cálculos parciales. Por otro lado hay programas, como el "Perfils", que permiten calcular y representar los perfiles de altura a partir de un track de ruta. Desde que comencé a utilizar este programa comprobé que los ascensos y descensos acumulados son siempre mayores en Perfils que las que proporciona el propio GPS. Para investigar el porqué de estas diferencias realice varias pruebas:

1º-Si se sube y se baja el GPS con la mano varias veces (vamos como si hiciese pesas) se van sumando ascensos y descensos. De manera que sin moverse del sitio, el GPS va marcando ascesos y descensos acumulados.

2º-Si se coge el track de una ruta (el completo o el guardado), se eliminan todos datos, excepto las alturas. A continuación se llevan a una hoja de cálculo, se les aplica la correspondiente fórmula para pasarlos a metros (están en piés) y otra fórmula para que calcule las diferencias de altura entre cada dos parejas consecutivas de valores y se suman por un lado los valores positivos y por otro los valores negativos, se obtienen respectivamente los ascensos y descensos acumulados. He hecho esta operación y he comparado los resultados con los valores que da el propio GPS y los que da el programa Perfils.

Perfils calcula los datos de ascensos y descensos acumulados tal y como se ha explicado más arriba, cuando se suman todas las diferencias de altura entre puntos consecutivos, con independencia de su valor. Pero si se suman mediante las fórmulas correspondientes de la hoja de cálculo, sólo las diferencias entre valores de altura consecutivos, superiores a 3,5 m (en el track guardado), los ascensos y descensos acumulados se parecen bastante a los que marca el GPS.

Como en el track guardado hay alrededor de 500 puntos de track para una distancia de unos 15 km, la distancia entre dos puntos de track es aproximadamente de 30 m. Si al caminar y en esos 30 m, se sube o se baja pongamos 1,5 m, el programa Perfils los suma, cuando realmente se está casi llaneando. Por eso me parecen más realistas los datos que proporciona el propio aparato, aunque desconozco como los calcula.

PROBLEMAS DEL GPS

-Es un aparato caro y los accesorios también. Cuesta casi más el cable de datos y un soporte para el manillar de la bici, coche, etc., que el propio GPS.

-Necesitamos un ordenador para trabajar las rutas y para cargarlas en el GPS.

-Consumen mucha energía y la duración de las pilas o baterías es bastante limitada (de 12 a 30 horas). Para salir al monte aconsejo los que llevan pilas alcalinas o recargables de recambio. Sin pilas no sirve de nada (por eso siempre hay que llevar pilas/batería de recambio, el cuaderno de rutas, mapas o las guías por si acaso).

Reloj con GPS

-Nos podemos quedar sin cobertura si transitamos por una zona muy cubierta o cerrada (barrancos profundos, bosque espesos, etc..). Por eso siempre hay que llevar el cuaderno de rutas, mapas o las guías por si acaso. Si no vemos el cielo el GPS tampoco ve los satélites o en zonas estrechas la señal rebota en las paredes y da errores de posición. No es fácil perder la cobertura, pero nos puede suceder al pasar por túneles largos y algún desfiladero estrecho.

-Los datos de distancia que marca el GPS con respecto a los que marca nuestro cuentaquilómetros (perfectamente ajustado) no siempre son iguales. Por eso recomiendo llevar los dos. Ten en cuenta que el GPS mide distancias entre puntos y cuando el recorrido es muy "retorcido", con muchas curvas sobre todo si son en ascensos y/o bajadas da lugar al error de distancias.

-Los tracks que nos bajamos de internet o de webs como la mía tienen muchos puntos (más de 1000 como promedio) y sin embargo al pasarlos al GPS este hace una reconversión ya que solo le caben 500 puntos por track. Esta conversión se hace de forma "inteligente" y no suele haber ningún problema. Sin embargo lo mejor es pasarlo del PC al GPS en formato Tracklog y seguirlo ya que no se pierde ningún punto.

-Otro problema es el de la precisión y la exactitud de los aparatos. Las brújulas electrónicas incorporadas, en muchos casos, sólo funcionan mientras nos movemos ya que calculan los rumbos comparando nuestra situación actual con las precedentes. Este problema en los aparatos más modernos queda solucionado.

En cuanto al altímetro, la precisión de muchos de ellos incorporados en los GPS es del orden de 10 pies (unos 3 m). Esto significa que la altura que proporciona el aparato varía en ± 3 m. Por lo tanto si indica una altura de 2180 m, se debe pensar que la altura medida por el aparato (otra cosa es la altura real) está comprendida entre 2177 m y 2183 m. Otra cuestión es la exactitud: un valor exacto es el que se corresponde con el valor real. Es decir que los datos de altura que da el altímetro barométrico serán correctos (exactos) si está bien calibrado y no ha habido cambios en la presión exterior.

Además de lo anterior hay que considerar la sensibilidad del aparato. Muchos GPS indican precisiones de 1 pie (30 cm aproximadamente). Esto significa que son capaces de medir (en teoría) diferencias de altura de 30 cm. De ahí que en la primera experiencia que señalábamos más arriba el aparato sumaba ascensos y descensos, cuando realmente estábamos sentados y se subía y bajaba el aparato apenas medio metro.

De todo lo anterior se deduce que cuando se suman diferencias de altura para calcular los ascensos o descensos acumulados, no se deben sumar valores próximos a la sensibilidad del aparato (los menores de 0,5 m aproximadamente) y cuidado con los valores menores de la precisión del GPS. Por ello considero que los valores del aparato son más realistas que los proporcionados por el programa Perfils. Aunque lo sigo utilizando porque da unos gráficos de perfiles extraordinarios y permite incorporar a ellos waypoints de referencia.