La respuesta corta: con cielo despejado, los teléfonos modernos leen la velocidad con un margen de media milla por hora. La respuesta larga involucra relojes atómicos, desplazamientos Doppler y un truco de física de los años setenta que hace que tu teléfono sea sorprendentemente bueno diciéndote a qué velocidad vas. Aquí va la imagen completa.
El número en el que puedes confiar
Para la conducción, el ciclismo o las carreras de cada día con una vista despejada del cielo, la velocidad GPS que muestra un iPhone o un Android reciente es precisa hasta aproximadamente ±0,5 mph (unos ±0,8 km/h). Eso es significativamente mejor que el error de 3 a 5 mph integrado en el velocímetro de fábrica de todos los coches, y mucho mejor de lo que la gente asume al oír "GPS en un teléfono".
La precisión proviene de dos mediciones independientes que el teléfono combina. La mayoría de las explicaciones del GPS solo describen la primera, por eso la gente suele pensar que la velocidad GPS es mucho más imprecisa de lo que realmente es.
Método 1: posición a lo largo del tiempo
La forma ingenua de calcular la velocidad a partir del GPS es registrar dos posiciones separadas por un segundo, calcular la distancia entre ellas usando la fórmula del haversine (la fórmula adecuada para distancias sobre una esfera) y dividir por el tiempo transcurrido. Distancia entre tiempo es igual a velocidad.
Funciona, pero es ruidoso. Cada lectura de posición tiene su propio error de unos metros. Cuando el teléfono calcula la diferencia de dos lecturas así, amplifica ese error. Una fluctuación de 3 metros en dos lecturas consecutivas separadas por un segundo produce una velocidad fantasma de unas 6,7 mph que no tiene nada que ver con la velocidad real a la que te mueves. Las apps GPS antiguas que solo dependían de este método eran célebres por su nerviosismo a baja velocidad.
Método 2: el desplazamiento Doppler
Cada satélite GPS emite en una frecuencia portadora conocida, 1575,42 MHz para la banda L1. A medida que te mueves hacia un satélite o te alejas de él, la frecuencia llega a tu teléfono ligeramente comprimida o estirada, exactamente como cambia el tono de una sirena de ambulancia al pasar a tu lado. La magnitud del desplazamiento de frecuencia, medida frente a la velocidad orbital conocida del satélite, le da a tu teléfono el componente radial de tu movimiento respecto a ese satélite.
Con desplazamientos medidos en cuatro o más satélites simultáneamente, tu teléfono puede resolver tu vector de velocidad tridimensional directamente. Es importante: este cálculo no depende de que la posición del teléfono sea precisa. Depende de la frecuencia, que el teléfono mide con mucha más precisión que la posición. La velocidad derivada del Doppler suele tener una precisión de 0,1 m/s, unas 0,2 mph.
Los chips GPS modernos calculan ambos números e informan del que sea más fiable. A velocidad de crucero estable en autopista, los dos métodos coinciden de cerca. En parado, el método de posición es esencialmente ruido, pero el método Doppler informa correctamente de cero.
Lo que erosiona la precisión
La cifra de ±0,5 mph asume condiciones ideales. La precisión en el mundo real depende de cinco factores, en orden aproximado de impacto decreciente:
- Visibilidad del cielo. El teléfono necesita línea directa de visión a al menos cuatro satélites para calcular un fix, y siete o más para una solución de velocidad robusta. En interiores, la precisión cae bruscamente o falla por completo.
- Reflexión multitrayecto. En una ciudad con edificios altos, las señales de los satélites rebotan en cristal y metal antes de llegar a ti. Las señales reflejadas recorrieron una ruta más larga, así que el teléfono calcula una distancia mayor y tu posición aparente deriva. Es el clásico problema del "cañón urbano".
- Retraso atmosférico. Las señales viajan más lento a través de la ionosfera y la troposfera que por el vacío. El teléfono aplica un modelo para compensar, pero en días de tormenta solar el modelo puede desviarse uno o dos metros.
- Número de satélites. Los teléfonos modernos escuchan GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou y QZSS, y a menudo enganchan entre 10 y 20 satélites a la vez. La precisión mejora con más satélites porque la geometría de la solución mejora.
- Arranque en frío frente a fix caliente. Cuando el teléfono ha estado apagado mucho tiempo o guardado en un entorno tipo jaula de Faraday, la primera lectura GPS tras despertar puede tardar de 30 a 90 segundos en converger. Una vez que el chip tiene un fix caliente, las lecturas siguientes se actualizan muchas veces por segundo.
Qué significa realmente "precisión" en la API
Cuando una página web o una app llama a la API de
Geolocalización del navegador, cada lectura de posición viene
con un valor declarado de accuracy en metros. Es
la mitad del ancho de un círculo de confianza del 68 por
ciento. Una precisión de 5 metros significa que tu posición
real está casi con seguridad a menos de 5 metros de la lectura;
una precisión de 50 metros significa que tu posición es
aproximadamente conocida pero no precisa.
GPS Speedometer trata cualquier valor por debajo de 25 metros de precisión como "GPS listo" y muestra un indicador de estado verde. Por encima de 25 metros, muestra "Adquiriendo" y espera un fix más ajustado. En la práctica, llegas al estado verde a los 5 a 30 segundos de salir al exterior.
Cómo se comparan los teléfonos con receptores GPS dedicados
Una unidad GPS dedicada para automoción, un receptor de calidad topográfica o una caja de telemetría de carreras cuesta muchas veces lo que cuesta un teléfono y a menudo solo es marginalmente más precisa para velocidad. La antena más pequeña del teléfono se compensa con un procesamiento de señal agresivo en el chip y con el acceso al sistema multiconstelación. Para un usuario ocasional que comprueba el velocímetro de su coche o registra un paseo en bici, la diferencia entre un teléfono y una caja GPS dedicada es insignificante.
Donde los receptores dedicados ganan es en precisión de calidad topográfica (centímetros, no metros), en operación continua bajo arbolado espeso y en ancho de banda bruto (registrando a 100 Hz o más para drag racing). Comprobar la velocidad de forma casual no necesita nada de eso.
Cómo se compara el GPS del teléfono con tu coche
Un velocímetro de coche de fábrica marca de 2 a 5 mph de más por diseño. La velocidad GPS de un teléfono marca el valor real con un margen de 0,5 mph. Así que cuando los dos no coinciden, el GPS es el honesto. Lo cubrimos en detalle en por qué el velocímetro de tu coche marca distinto que el GPS.
Cómo se compara el GPS del teléfono con una cinta métrica
Para una prueba divertida en casa: conduce a 30 mph estables durante exactamente un minuto. Anota la lectura del cuentakilómetros al principio y al final. La distancia esperada es de 0,5 millas. Si el cuentakilómetros de tu coche está calibrado con honestidad, la distancia derivada del GPS desde una app de registro coincidirá con un margen de pocos puntos porcentuales. Los coches antiguos con neumáticos gastados o no originales pueden mostrar varios puntos porcentuales de error. Los coches modernos suelen coincidir con un margen del 1 por ciento.
Cuando el GPS del teléfono se equivoca
Hay modos de fallo reales que conviene conocer:
- Salidas de túnel. El chip GPS del teléfono cachea la última velocidad conocida. Cuando sales de un túnel, la velocidad cacheada se muestra durante uno o dos segundos antes de que llegue el nuevo fix. Si frenaste con fuerza dentro del túnel, la velocidad mostrada es demasiado alta hasta que aterriza el nuevo fix.
- Viajes en tren. Dentro de un vagón metálico con cristal en las ventanas que refleja la señal, el teléfono puede informar de una velocidad mucho menor que la velocidad real del tren. Lo mismo aplica a ascensores y aparcamientos con techo metálico.
- Frenadas bruscas en una bajada larga. El desplazamiento Doppler asume un modelo de movimiento continuo. Los cambios de velocidad muy bruscos pueden producir un breve sobreimpulso en cualquier dirección antes de que el chip se estabilice.
- Dispositivos antiguos. Un teléfono de más de 5 años puede tener un chipset GPS más antiguo que no admita multiconstelación o un Doppler preciso. Estos teléfonos son notablemente peores a baja velocidad.
La conclusión práctica
Para todos los casos cotidianos (conducir, ir en bici, correr, hacer senderismo, navegar con visibilidad del cielo), un teléfono moderno con GPS es lo bastante preciso como para confiar en él. Te dirá tu velocidad real con un margen de media milla por hora, en tiempo real, sin calibración necesaria. El velocímetro web en gpsspeedometer.io usa exactamente el valor que el navegador le pasa desde la pila GPS del sistema operativo, suavizado ligeramente para que no parpadee.
Para una inmersión técnica profunda en cómo el navegador expone la velocidad GPS a la página, consulta cómo un navegador mide tu velocidad. Para comprobar el velocímetro de tu propio coche frente al GPS, consulta nuestra guía para probar la precisión del velocímetro.