¿Que es la SA o Disponibilidad Selectiva?

La conocida como Disponibilidad Selectiva (S/A en su acrónimo inglés) es una degradación intencionada  por razones de seguridad nacional de la señal GPS. El GPS era desde el comienzo un sistema tan preciso que cualquiera podría sacar ventaja estratégica de su uso, la finalidad militar de la SA era degradar la excesiva precisión de los receptores GPS que no estuvieran autorizados. Esta fue una característica básica del diseño inicial del GPS con la que se pensó evitar que los posibles enemigos de los EE. UU. pudieran utilizar la alta precisión del sistema contra el país que lo había creado.

Este error intencional hacía que la posición calculada de un enemigo se moviera de forma errática e impredecible, en direcciones aleatorias, a veces de una forma rápida y otras lentamente. A veces el error de posición era de 100 metros, y en algunas ocasiones aún más lejos de la verdadera posición. En teoría no existía manera de utilizar la posición con precisión si no se estaba autorizado por el DoD (Departamento de Defensa). 

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Originalmente, la SA se denominaba en jerga militar como "precisión negativa", pero con el inicio del uso civil a fines de la década de 1980, su nombre cambió a disponibilidad selectiva aunque la técnica básica seguía siendo la misma. Desafortunadamente para el DoD, el uso civil del GPS trajo consigo un aluvión de tecnologías innovadoras que pretendía mejorar la precisión. Uno de estos sistemas fue el desarrollo de la técnica "diferencial" (el famoso D-GPS) que medía de manera precisa y continua los movimientos erráticos de la SA en un punto fijo (normalmente una antena) del que se conocía perfectamente su ubicación.

Una vez detectado el error de los satélites, este era transmitido inmediatamente a los usuarios en forma de correcciones en el receptor. Estas correcciones instantáneas cancelaban casi totalmente los errores inducidos por la SA. A partir de ese momento, la SA no fue un serio problema para los usuarios que requerían alta precisión, como científicos, topógrafos o pilotos que aterrizaban en situaciones de baja visibilidad.

La SA se quitó oficialmente el 2 de mayo de 2000 durante el mandato del presidente Bill Clinton. El congreso de los Estados Unidos ratifico el decreto por el cual la SA dejaba de estar activa de forma permanente, pero aunque los Estados Unidos reiteraron en 2005 que la señal no sería degradada de nuevo, el error nominal en el cálculo de la posición de los receptores GPS, puede darse de nuevo cuando el Departamento de Defensa de este país lo estime oportuno, volviendo a activar la SA. Esta es una de las razones por las cuales muchos países, incluida la UE, han decidido desarrollar sus propios sistemas de posicionamiento.

En aviación, el efecto de haber quitado este error ha dado lugar a que el GPS pasara de tener un error de navegación de +/- 100 metros a una precisión de posición de +/- 10 a 20 metros. Sin embargo, todavía existen errores residuales debido a la interferencia de la ionosfera, errores del propio reloj del satélite, y otros efectos quizás menos entendibles, como los relativistas (ver post cada vez que vuelo soy más joven que tú en la Tierra). 

Aunque las señales del sistema ahora son muy estables, hay que tener en cuenta que el sistema se diseñó en la década de los 1960. Es un logro extraordinario que ha cambiado para mejor la vida de mucha gente. Para mi forma de pensar, este debe de ser el verdadero objetivo de la tecnología. 

Una cosa que no se nos debe de olvidar, es que aunque la autoridad de aviación civil reconoce que la precisión mejorada aún no cumple con los criterios mínimos para las aproximaciones de precisión Cat I, sin duda agrega una capa extra de seguridad en las aproximaciones de no precisión guiadas por GNSS. En los receptores de la próxima generación que se monten en los aviones, también proporcionará una disponibilidad mucho mayor de la monitorización autónoma de integridad del receptor (RAIM), y en unidades más avanzadas, un mejor rendimiento de detección y exclusión de fallos de satélites (FDE). Pero ninguno de estos evitará todavía la necesidad del Sistema de Aumento de señal en un Área Amplia (WAAS) que con el tiempo se convertirá en la fuente principal de mensajes de integridad estándar.

En septiembre de 2007, el gobierno de los EE. UU. Anunció de manera oficial su decisión de adquirir la futura generación de satélites GPS, conocida como GPS III, sin la función SA. Al hacer esto, la decisión política tomada en 2000 se hizo permanente, eliminando una fuente de incertidumbre en el rendimiento del GPS que había preocupado a los usuarios civiles de GPS en todo el mundo. Debajo se puede ver la transición del día 2 de mayo del 2000, cuando los errores disminuyeron ostensiblemente al eliminarse la SA. Los errores del GPS disminuyen significativamente alrededor de las 0405 UTC (poco después de la medianoche EDT). Los datos indican un error circular de solo 2,8 metros y un error esférico de 4,6 metros durante las primeras horas de funcionamiento sin SA. Los datos se midieron utilizando un receptor Trimble SV6.

gps.gov

Debajo se puede ver una nube de puntos de posicionamiento con los errores de navegación SA.

Las imágenes comparan la precisión del GPS con y sin disponibilidad selectiva (SA). Cada gráfico muestra la dispersión posicional de 24 horas de datos (0000 a 2359 UTC) tomadas en una de las Estaciones de Referencia de Funcionamiento Continuo (CORS) operadas por NCAD Corp. en Erlanger, Kentucky. El 2 de mayo de 2000, la SA se puso a cero. Las gráficas muestran que la SA provoca que el 95% de los puntos caigan dentro de un radio de 45.0 metros. Sin la SA, el 95% de los puntos se encuentran dentro de un radio de 6,3 metros.