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Todos os sistemas de navegação automotiva, aplicativos de direção e aplicativos de navegação móvel, como o Google Maps, contam com GPS para nos levar do ponto A ao ponto B. Mas o que é GPS e como ele funciona?
O que é o Sistema de Posicionamento Global?
O Global Positioning System (GPS) é um sistema de navegação de propriedade do governo dos Estados Unidos, composto por três segmentos principais:
- O Segmento Espacial é um sistema de navegação de pelo menos 31 satélites, 24 (ou mais) dos quais estão geralmente em vôo e operacionais. Esses satélites voam na órbita da Terra a uma altitude de 12.550 milhas. Cada satélite geralmente gira em torno da Terra duas vezes por dia.
- O Segmento de Controle é uma rede internacional de estações de controle que rastreiam, monitoram e mantêm os satélites em órbita. Essas estações de controle também podem enviar dados ou comandos aos satélites. O Segmento de Controle é composto por 16 estações de monitoramento, duas Estações de Controle Mestre (uma principal e outra alternativa) e 11 antenas de comando e controle (quatro antenas terrestres e sete estações de rastreamento remoto da Rede de Controle de Satélite da Força Aérea).
- O Segmento de usuário é para civis e nossos dispositivos GPS, também conhecidos como receptores GPS, uma vez que recebem sinais dos satélites em órbita para identificar nossas localizações.
Quem inventou o GPS?
As quatro pessoas geralmente creditadas com a invenção do GPS são Ivan Getting, Bradford Parkinson, Roger L. Easton e Gladys West. De acordo com Lemelson-MIT, foi Getting quem primeiro imaginou o GPS como o conhecemos hoje como um conceito envolvendo o uso de “um sistema de satélites para produzir dados de posicionamento precisos para objetos em movimento rápido, como mísseis e aviões”. A contribuição de Parkinson para o GPS veio em 1972, quando ele assumiu o papel principal na direção do programa de GPS do Departamento de Defesa dos Estados Unidos. Nesse papel, Parkinson foi capaz de se basear nas idéias originais de Getting. Em 1978, o projeto de desenvolvimento do GPS de Parkinson, conhecido como sistema NAVSTAR GPS, foi concluído e com precisão de três metros. Roger L. Easton também contribuiu para o desenvolvimento do GPS e foi chamado de “pai do GPS”. A contribuição de Easton foi o resultado da resolução de um problema relacionado ao rastreamento de satélites. Em um esforço para sincronizar o tempo das estações de rastreamento, Easton desenvolveu um sistema de navegação baseado no tempo, colocando relógios em satélites, permitindo-lhes detectar com mais precisão a localização exata dos usuários no solo. Easton chamou esse sistema de “Timation”, e o Departamento de Defesa dos Estados Unidos acabou incorporando seus recursos ao desenvolvimento do Sistema de Posicionamento Global. Por último, mas não menos importante, a matemática Gladys West também é creditada por sua contribuição para o desenvolvimento do GPS. A contribuição de West foi seu trabalho no desenvolvimento de um modelo da Terra que representava as variações na forma da Terra causadas pela gravidade e outras forças. O modelo da Terra de West é amplamente considerado um elemento fundamental do projeto GPS.
Como funciona o GPS e como ele é gerenciado?
O Sistema de Posicionamento Global depende da relação entre satélites e receptores GPS em dispositivos habilitados para GPS. De acordo com a empresa de tecnologia GPS Garmin, uma empresa de tecnologia GPS, o Sistema de Posicionamento Global funciona quando os satélites GPS transmitem “um sinal único e parâmetros orbitais que permitem que os dispositivos GPS decodifiquem e calculem a localização precisa do satélite”. A partir dessa transmissão, os dispositivos GPS são capazes de calcular a localização dos usuários medindo o tempo que leva para receber o sinal. Esse cálculo é então combinado com as medidas de distância de vários outros satélites. Para calcular corretamente a latitude e longitude de uma pessoa, um dispositivo GPS precisa receber um sinal de pelo menos três satélites. O cálculo da altitude requer o sinal de pelo menos quatro satélites. A maioria dos dispositivos receptores de GPS receberá e rastreará os sinais de pelo menos oito satélites, mas esse número pode variar de acordo com sua localização e que horas são. De acordo com GPS.gov, o Sistema de Posicionamento Global é mantido e operado pela Força Aérea dos EUA. A Força Aérea dos Estados Unidos “desenvolve, mantém e opera” os 24 satélites e estações de controle localizadas em todo o mundo que compõem o sistema.
Beyond Car GPS Systems: Usos diários para GPS
O GPS não serve apenas para encontrar o caminho de casa. Outros usos do GPS incluem:
- Os vestíveis GPS, como relógios GPS, podem ser usados para rastrear crianças, animais de estimação e idosos.
- Drones controlados por GPS são usados para filmar cenas de visão panorâmica em filmes. O GPS também é usado na indústria cinematográfica para reconhecimento de localização.
- O geocaching pode ser usado para configurar gincanas ocultando itens em determinados locais e, em seguida, carregando mapas online para que outras pessoas os procurem com dispositivos GPS.
- Sua empresa de energia local pode usar GPS para rastrear quedas de energia.
