¿Qué datos se envían desde los satélites GPS a los receptores?

Sé más o menos cómo funciona el sistema GPS. Pero me gustaría entenderlo con más detalles. ¿Qué datos se envían exactamente desde un satélite GPS a un receptor GPS?

Creo que hay múltiples tipos de datos, ya que cuando enciendo un receptor GPS, toma algún tiempo antes de que sea útil. Como sé, esto se debe a que el receptor espera algunos datos que no se reciben con mucha frecuencia. Supongo que la señal GPS que se usa para la posición se envía con más frecuencia, pero no lo sé.

¿Hay alguien que pueda explicar esto con más detalle? ¿O tienes un enlace útil?

Hay 3 partes en la señal GPS:

• Una identificación de satélite (llamada Pseudocódigo aleatorio)
• Datos de almanaque (información orbital para todos los satélites)
• Datos de efemérides (la información orbital del satélite en cuestión, incluida la información precisa del reloj necesaria para calcular la distancia)

Básicamente, el almanaque permite al receptor saber qué satélites buscar. Indica qué DEBE estar a la vista en este momento, pero obviamente algo puede bloquear la línea de visión hacia él. Pero antes de que se hayan recibido datos de efemérides de al menos 3 satélites, no se puede dar una posición (2D). Esa información se transmite cada 30 segundos.

El receptor puede almacenar en caché la información del almanaque, pero los datos de efemérides no se pueden almacenar en la memoria caché durante mucho tiempo (debido a la deriva del reloj, principalmente), por lo que esperar la recepción de datos nuevos de efemérides es generalmente lo que está causando el tiempo de inicio en los receptores GPS.

También hay una marca de tic (no es el término correcto, ha pasado un tiempo) que se envía al comienzo de todo el segundo para permitir el cálculo de regreso a la ubicación real en el momento de la recepción de la señal. Mire la Corrección de errores hacia adelante aquí para obtener una mejor explicación: http://en.wikipedia.org/wiki/GPS_signals . Lo usamos en fotografía aérea y descubrimos que a menudo había un retraso de hasta .4 segundos para calcular y emitir la ubicación GPS desde el dispositivo. Saber cuándo llegó el tic significaba que podíamos trabajar hacia atrás y asignar una ubicación un poco más precisa a la foto.

Para agregar a la respuesta de Cumbayah, el código pseudoaleatorio también lleva la marca de tiempo que le permite al receptor saber exactamente a qué hora se transmitió la señal que está recibiendo. La triangulación que realiza el receptor depende de conocer el tiempo de viaje de las señales de radio de cada satélite. El código pseudoaleatorio está preestablecido, por lo que el receptor lo sabe de antemano y sabe cuándo una parte determinada se originó en el satélite. Todo es endiabladamente inteligente. La página de Wikipedia en http://en.wikipedia.org/wiki/GPS_signals es bastante buena.

Cada satélite está enviando la hora exacta (atómica), y el receptor GPS calcula gracias a él su posición. También hay algunos datos adicionales, como la posición del satélite (almanaque) que también se requiere para realizar cálculos, y algunas cosas menores.

Para aumentar la precisión, los datos pueden enviarse en dos frecuencias diferentes (L1, que está disponible para todos, y L2, que está restringido para el ejército de los EE. UU.).