3.1.1 Razones para el uso de DGPS frente a GPS

El GPS (Global Positioning System) fue desarrollado por el Departamento de Defensa de Estados Unidos. Su propósito era guiar proyectiles desde plataformas móviles hasta objetivos de países enemigos. Sin embargo, hoy en día se aplica a multitud de actividades civiles, tales como la Agricultura.

Veinticuatro satélites orbitan a 11.000 millas (unos 18.000 Km.) sobre la Tierra y transmiten información de su posición orbital y de tiempo. Los receptores GPS situados en Tierra interpretan las señales de al menos 3 satélites para calcular la posición actual mediante triangulación. La triangulación requiere del uso de lecturas de tiempo, localización y órbita de cada satélite para matemáticamente determinar la posición relativa. Se usa un cuarto satélite para correcciones de tiempo entre el receptor GPS y el reloj del satélite.

Sin embargo, aunque la información transmitida por los satélites sea extremadamente precisa, la posición calculada por el receptor no representa la posición real. De hecho, el error puede alcanzar más de 100 metros y la medida de velocidades se puede ver afectada por una desviación de 3 mph. Las fuentes de error son las siguientes: Selective Availability (SA). El Departamento de Defensa degrada intencionadamente la señal GPS alterando la marca de tiempos o la información de la órbita de los satélites, de forma que la triangulación es totalmente imprecisa. El DoD intenta evitar de esta forma que países enemigos usen la tecnología americana en tiempos de guerra. La señal del satélite puede rebotar contra partículas de la ionosfera y la troposfera creando de esta manera una retraso. Ya que el receptor compara la marca de tiempos suministrada por el satélite y la señal que ha medido, cualquier retraso deriva en un error de triangulación. El multicamino, provocado por rebotes de la señal en edificios, montañas u otros objetos, produce un incremento en el tiempo que tarda en llegar la señal al receptor.
En Agricultura, una desviación de 100 metros respecto a la posición real hace que la Agricultura de precisión sea totalmente carente de utilidad. Si se utilizan datos de GPS no diferencial para realizar mapas, éstos no podrían ser reproducibles de forma consecutiva por la aleatoriedad de los errores de posición. La localización de plagas y malas hierbas, los mapas de infraestructuras y de fincas obtenidos con GPS no diferencial son por completo inútiles.

La Agricultura de precisión necesita medidas muy fieles y sólo permite errores del orden de un metro, llegándose en ocasiones a necesitar valores de error cercanos a un centímetro, para distancias, y un error inferior a 0.1mph para velocidades. Es necesaria la precisión porque sin ella los mapas de cosechas y demás clases de mapas son inexactos, y esta inexactitud conduce a que los consejos de los Sistemas de Información de Gestión y las técnicas VRA (Variable Rate Applications) carezcan por completo de todo sentido.

Para conseguir los órdenes de magnitud anteriormente expresados es necesario añadir complejidad al sistema y elevar los costes económicos respecto a un sistema sencillo como GPS.

La solución adoptada es el DGPS (Differential Global Positioning System). El concepto clave es que dos receptores cercanos se verán afectados de igual forma por los retrasos en la señal causados por la atmósfera o por la SA. Supongamos uno de los dos receptores fijo (estación base), cuyas coordenadas son conocidas exactamente. De esta manera, ya que la posición del satélite es conocida, se podrá calcular la distancia de la estación base al satélite (range - distancia). En funcionamiento normal, la distancia calculada por la estación base debido a las señales que le llegan del satélite estará afectada de errores (pseudorange - pseudodistancia). La diferencia entre range y pseudorange es el error y se conoce como corrección diferencial.