Para cualquier conductor que transite habitualmente por grandes infraestructuras urbanas, como los túneles de la M-30 en Madrid o los complejos subterráneos de las rondas de Barcelona, la escena es la misma: al entrar en el túnel, la señal del GPS en el salpicadero no se detiene. A pesar de que toneladas de hormigón y roca bloquean la comunicación con los satélites en órbita, el icono del vehículo sigue avanzando con precisión por la ruta trazada.
Funciona de este modo por lo que se denomina navegación por estima o, en su término técnico en inglés, dead reckoning. Este sistema permite al vehículo estimar su propia posición en el mapa basándose únicamente en datos internos cuando la referencia externa del satélite desaparece.
Cómo se calcula el movimiento
Cuando un navegador convencional (como el de un móvil sin conexión al bus de datos del coche) entra en un túnel, suele congelarse o dar saltos bruscos porque pierde la referencia de los satélites. Sin embargo, los sistemas de navegación integrados en los vehículos modernos están conectados directamente a la red interna del coche, lo que les permite acceder a una telemetría precisa.
El principio de la navegación por estima se basa en conocer la última posición confirmada por el GPS y, a partir de ahí, sumar vectores de movimiento. Para ello, el sistema utiliza principalmente dos fuentes de información:
- Sensores de velocidad de las ruedas: Procedentes del sistema ABS y ESP, estos sensores dan una estimación de la distancia recorrida. Al saber cuántas vueltas da cada rueda, el coche conoce su desplazamiento lineal con un margen de error mínimo.
- Sensor de ángulo de giro y giróscopos: Para determinar la dirección, el sistema monitoriza el ángulo de la dirección y la velocidad de guiñada, es decir, el giro sobre el eje vertical del coche. Esto permite al software saber si el coche está tomando una curva dentro del túnel o si está realizando un cambio de carril.
Al combinar estos datos, el ordenador de a bordo puede proyectar la posición del vehículo en la cartografía digital. Es un ejercicio de física pura, ya que si el sistema sabe cuánto ha avanzado el coche y cómo ha variado su trayectoria, puede situarte en el punto B con fiabilidad.
Límites de la precisión
A pesar de su sofisticación, la navegación por estima no es infalible a largo plazo. Al ser un sistema basado en cálculos incrementales, cualquier pequeña desviación en la medición inicial se va acumulando con el paso de los metros, un error que se conoce como deriva.
Un ejemplo común de este error se da cuando el coche circula por un entorno urbano denso con edificios muy altos que provocan el rebote de las ondas del satélite. Si el sistema recibe una posición inicial ligeramente errónea y a partir de ahí empieza a aplicar la navegación por estima, es cuando vemos en pantalla que el coche parece volar sobre un río, una zona sin carretera o incluso circular por una calle paralela a la real.
Además, hay factores físicos que pueden alterar el cálculo. Por ejemplo, una presión incorrecta en los neumáticos puede variar ligeramente el diámetro de la rueda, de modo que si el sistema cuenta las vueltas de la rueda, pero el diámetro real es menor al teórico, el coche creerá que ha recorrido menos distancia de la real.
Por esta razón, en el momento en que el vehículo detecta de nuevo una señal satelital fiable al salir a cielo abierto, hace una recalibración automática. El sistema compara la posición calculada por estima con la posición real confirmada por el GPS y corrige cualquier desviación acumulada. En los vehículos de última generación, este proceso se apoya también en mapas de alta definición que incluyen datos de elevación y curvatura exacta, permitiendo que la navegación por estima sea una herramienta de apoyo clave incluso para los sistemas de conducción asistida.