Hoya Moros

Draco

Siento, al recorrer el camino, los vigilantes ojos de Draco. Su aliento es la brisa que quema mi piel. (Arl)

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Sistemas de orientación

Los sistemas de orientación en montaña, independientemente del oteo del cielo nocturno, la posición del sol con luz solar, el musgo que se deposita en el lado norte de piedras y troncos de árboles, son principalmente el mapa y la brújula ya hoy desbancados por los sistemas mas modernos de posicionamiento GPS.

No obstante el hecho de encontrarnos técnicamente tan avanzados en dicho sistema de posicionamiento, no deberia hacernos olvidar nunca cómo interpretar un mapa tradicional  así como el uso de la brújula. Personalmente, antes de iniciar una actividad, procuro documentarme (ver apartado de información de la zona) y para ello lo hago con la cartografía existente, preferiblemente a escala 1/25000. De vez en cuando podemos encontrarnos con el inconveniente de que nuestro receptor GPS se quede sin bateria, o a ciegas con respecto a los satelites (en determinadas fisuras de picos de Europa es imposible posicionar con sólo dos satelites). Esto hace casi imprescindible llenar nuestro portamapas con mapa y brújula si el terreno es desconocido. No obstante no nos entretendremos en explicar el uso de éstos, centrándonos en el uso del GPS.

Cualquier motor de búsqueda en internet nos aportará información suficiente para asimilar y aprender conceptos sobre los sistemas de orientación. Aún así hace tiempo encontré un artículo que aunque extenso me pareció magnífico. A su autor, Lorenzo Sánchez, mi agradecimiento con la siguiente cita de Virgilio:

Mientras el río corra, los montes hagan sombra y en el cielo haya estrellas, debe durar la memoria del beneficio recibido en la mente del hombre agradecido.

Sea Pues.

¿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. 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. Cuando reciben bien las señales tienen precisión de 4 m o menos y dan la posición cada segundo.

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 altura,las subidas y bajadas acumuladas, pueden tener brújula electrónica, etc. Algunos modelos tienen pantallas en color o permiten la introducción de mapas topográficos o poseen altímetro barómétrico. Más adelante veremos su posible utilidad.

¿Qué se necesita para un uso eficiente del GPS en 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.

Digitalización y calibración de mapas

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.

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.

Un Waypoint es el punto de referencia de un lugar. Técnicamente son las coordenadas de latitud y longitud y la altura de un punto. Por ejemplo una fuente, un cruce de caminos, un árbol centenario, etc. Al ir caminando y llegar a ese lugar o punto que se quiere recordar, se marca en el GPS y después se descargan todos los waypoints en el ordenador para que el 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.

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.

También se puede dibujar, sobre el mapa digitalizado y calibrado del ordenador, el camino a seguir (track) con algunos de los programas 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.

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, a mi entender 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.

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 incida la precisión con la que determina la osición. Cuantos más satélites pueda conectar, mayor es la recisión, 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 precisión puede disminuir hasta cientos o miles de metros, aciéndolo inútil, informando con un mensaje del tipo: “Señales ébiles” 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.

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.

Caminando con el GPS.

Una vez diseñada la ruta en el ordenador con su track y sus waypoints y descargados en el GPS, 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.

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.

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:

  • 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.
  • 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.

Precisión, exactitud y sensibilidad del altímetro.

Otro problema es el de la precisión y la exactitud de los aparatos. La precisión de muchos barómetros de altura 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 de 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.

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