Como Funciona o GPS?

O GPS é um dos equipamentos mais práticos para o nosso dia a dia que já foram inventados. Ficar perdido numa cidade desconhecida é bastante desconfortável e era comum até que o aparelho caiu no gosto de pessoas de todo o mundo. Hoje em dia viajar para uma cidade ou país estranho não é mais motivo de preocupação em relação a sua localização.

A seguir vamos decifrar para você o que é um GPS e como ele funciona. Toda vez que for consultar o seu equipamento para não ficar perdido você se lembrará como ele funciona e saberá que ele pode fazer toda a diferença. Não fique mais perdido, tenha a cidade toda na palma da sua mão.

O GPS (Global Positioning System – Sistema de Posicionamento Global)

A criação do GPS foi feita pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos e tinha como principal objetivo identificar a localização de um aparelho conhecido como receptor GPS. A função desses aparelhos receptores é a de enviar um sinal para os satélites.

Dessa forma através da realização de alguns cálculos o aparelho consegue determinar a sua localização e usando alguns mapas de cidades indica quais são os melhores caminhos para que você chegue ao local que deseja. O funcionamento correto dos aparelhos GPS se dá através de três componentes que recebem os nomes de espacial, de controle e o utilizador.

Os Três Componentes

O componente espacial é composto por 27 satélites que estão em órbita sendo que desses 24 estão ativos e 3 são apenas reservas. Os 3 satélites reserva entram em operação quando acontece alguma falha num dos satélites principais. A forma como esses satélites estão dispostos em órbita garante que sempre existam pelo menos 4 deles acessíveis em qualquer parte do planeta.

Dessa forma uma pessoa no Brasil e outra no Japão podem acionar o aparelho GPS ao mesmo tempo, pois o mesmo irá conseguir realizar a sua tarefa sem dificuldades. O segundo componente que faz parte do GPS, o de controle, consiste basicamente nas estações de controle dos satélites.

Existem cinco estações em todo o planeta e sua principal função é a de atualizar a posição atual dos satélites e fazer a sincronização do relógio atômico que está presente em cada um dos satélites. Por fim o terceiro componente do aparelho é o receptor GPS que nada mais é do que um aparelho que mostra a sua posição, hora e demais recursos que variam de aparelho para aparelho.

O Cálculo

Para que o GPS cumpra o seu papel são necessários cálculos bem complexos, contudo, somente um deles é mesmo relevante para compreender a lógica do equipamento. Esse é o cálculo realizado pelo receptor com o objetivo de calcular a posição em que o indivíduo se encontra.

Como o GPS Localiza o Indivíduo

A pergunta que não quer calar sobre os aparelhos GPS é como ele sabe onde está o indivíduo que consulta o equipamento. Basicamente os satélites bem como os receptores GPS possuem um relógio interno que faz a marcação da hora com precisão de nanosegundos. Quando é realizada a emissão do sinal também é enviado o horário em que ele partiu do satélite.

O sinalo em questão é um sinal de rádio que viajar na velocidade da luz (300 mil km por segundo no vácuo). Dessa forma para saber qual a localização do indivíduo basta que o tempo que o sinal levou para chegar seja cronometrado. Assim o satélite consegue fazer o cálculo da distância do satélite. Pelo fato de que a posição dos satélites é atualizada constantemente é possível determinar qual é a posição correta da pessoa.

A Triangulação

A partir do momento em que você entendeu como a distância até um satélite é calculada se torna mais simples entender como o satélite usa essa informação para determinar qual é a sua localização com excelente precisão. A margem de erro é de somente 20 metros. Essa precisão é possível devido ao sistema de triangulação que é utilizado pelos aparelhos GPS.

Pense da seguinte maneira, se você está perdido e pergunta para alguém onde está a pessoa pode te responder algo como “20 km da cidade X”. Porém, você pode estar a 20 km em qualquer direção da cidade. Com isso é possível traçar um círculo de uma área possível em que você se encontra. A mesma coisa pode ser feita com outros pontos de referência, Y e Z.

Então se pode fazer a triangulação dos pontos para encontrar com mais precisão qual é a sua posição. Basicamente é isso que o sistema GPS faz, esse princípio é conhecido como trilateração. Para determinar a altitude em que a pessoa está é necessário um quarto satélite. O cálculo é feito da mesma forma, no entanto, envolve algumas fórmulas e números extras já que consiste num espaço tridimensional.

Satélites Velhos

Um problema que é enfrentado pela tecnologia dos GPS é o fato de que depois de algum tempo em órbita os satélites passam a ter defeitos e se tornam ultrapassados no que concerne a tecnologia. Um problema que tem começado a afetar o funcionamento de satélites utilizados para emissão de sinal GPS.

Além de reduzirem a confiabilidade na precisão dos aparelhos de GPS esses satélites velhos que estão na órbita da Terra ainda atuam como empecilhos para os satélites funcionais. Cada vez é mais comum que haja colisão entre satélites e o lixo espacial, por exemplo.

Soluções

Como os projetos de substituição de satélites tem se mantido emperrados alguns países estão procurando as suas próprias alternativas para enfrentar a questão. Alguns países da Europa, por exemplo, se uniram para criar o seu próprio sistema de GPS chamado Galileo.

A Rússia também desenvolveu um projeto alternativo aos satélites norte-americanos que recebeu o nome de Glonass e que não tem previsão para começar a funcionar. Ao que parece o sistema russo oferecerá mais precisão que o atual. Nem a Rússia e nem a associação de países europeus deixou claro qual será o preço para o uso dos satélites ou se existe a possibilidade de deixar o serviço a disposição de todos como se dá atualmente.

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Categoria(s) do artigo:
Tecnologia

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