A trilateração é uma técnica matemática usada por um dispositivo de sistema de posicionamento global (GPS) para determinar a posição, velocidade e elevação do usuário. Ao receber e analisar constantemente sinais de rádio de vários satélites GPS e aplicar a geometria de círculos, esferas e triângulos, um dispositivo GPS pode calcular a distância ou alcance preciso de cada satélite rastreado.
Como funciona a trilateração
A trilateração é uma versão sofisticada da triangulação, embora não use a medição dos ângulos em seus cálculos. Os dados de um único satélite fornecem uma localização geral de um ponto dentro de uma grande área circular na superfície da Terra. Adicionar dados de um segundo satélite permite que o GPS restrinja a localização específica daquele ponto até uma região onde as duas áreas de dados do satélite se sobrepõem. Adicionar dados de um terceiro satélite fornece uma posição precisa do ponto na superfície da Terra. Todos os dispositivos GPS requerem três satélites para um cálculo preciso da posição. Os dados de um quarto satélite – ou mesmo de mais de quatro satélites – aumentam ainda mais a precisão da localização do ponto e também permitem que fatores como a elevação ou, no caso de aeronaves, a altitude também sejam calculados. Os receptores GPS rastreiam rotineiramente de quatro a sete satélites simultaneamente e usam a trilateração para analisar as informações.
Satélites GPS
O Departamento de Defesa dos EUA mantém os 24 satélites que transmitem dados em todo o mundo. Seu dispositivo GPS pode permanecer em contato com pelo menos quatro satélites, não importa onde você esteja na Terra, mesmo em áreas arborizadas ou grandes metrópoles com edifícios altos. Cada satélite orbita a Terra duas vezes por dia, enviando regularmente sinais para a Terra de uma altitude de cerca de 12.500 milhas. Os satélites funcionam com energia solar e têm baterias de reserva.
Quando um GPS falha
Quando um navegador GPS recebe dados de satélite insuficientes porque não é capaz de rastrear satélites suficientes, a trilateração falha. Obstruções como grandes edifícios ou montanhas também podem bloquear os sinais fracos de satélite e impedir o cálculo preciso da localização. O dispositivo GPS alertará o usuário de alguma forma que não é capaz de fornecer informações de posição corretas. Os satélites também podem falhar temporariamente. Os sinais podem se mover muito lentamente devido a fatores na troposfera e na ionosfera, por exemplo. Os sinais também podem pingar de certas formações e estruturas na Terra, causando um erro de trilateração.
Tecnologias e sistemas GPS do governo
O GPS foi introduzido em 1978 com o lançamento do primeiro satélite de posicionamento global. Foi controlado e usado exclusivamente pelo governo dos Estados Unidos até a década de 1980. A frota completa de 24 satélites ativos controlados pelos Estados Unidos não entrou em uso até 1994. Um dispositivo GPS não envia dados aos satélites. Dispositivos GPS, como smartphones equipados com a tecnologia, também podem usar sistemas telefônicos, como torres e redes de telefonia celular, e conexões de internet para aumentar ainda mais a precisão da localização. Ao usar esses dois últimos sistemas, um dispositivo GPS pode enviar dados para esses sistemas. Como o sistema de satélite GPS é propriedade do governo dos Estados Unidos e pode negar ou limitar seletivamente o acesso à rede, outros países desenvolveram suas próprias redes de satélite GPS. Esses incluem:
- Sistema de navegação por satélite BeiDou da China
- Sistema Global de Navegação por Satélite da Rússia (GLONASS)
- O sistema de posicionamento Galileo da União Europeia
- Sistema Indiano de Navegação por Satélite da Índia (IRNSS), também conhecido como NAVIC
