Todos os sistemas de navegação veicular, aplicativos de direção e aplicativos de navegação móvel, como o Google Maps, dependem do GPS para nos levar do ponto A ao ponto B. Mas o que é o GPS e como ele funciona?
O que é o Sistema de Posicionamento Global?
O Sistema de Posicionamento Global (GPS) é um sistema de navegação de propriedade do governo dos Estados Unidos que é composto por três segmentos principais:
- O Segmento Espacial é um sistema de navegação de pelo menos 31 satélites, 24 (ou mais) dos quais geralmente estão em voo e operacionais. Esses satélites voam dentro da órbita da Terra a uma altitude de 12.550 milhas. Cada satélite individual geralmente circula a 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 para os satélites. O Segmento de Controle é composto por 16 estações de monitoramento, duas estações de controle mestre (uma principal e uma alternativa) e 11 antenas de comando e controle (quatro antenas terrestres e sete estações de rastreamento remoto da Rede de Controle de Satélites da Força Aérea).
- O Segmento de Usuário é para civis e nossos dispositivos GPS, também conhecidos como receptores GPS, pois 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 GPS do Departamento de Defesa dos Estados Unidos. Nesse papel, Parkinson foi capaz de desenvolver as ideias originais de Getting. Em 1978, o projeto de desenvolvimento do GPS de Parkinson, conhecido como o sistema GPS NAVSTAR, estava completo 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 resultado da solução 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 em tempo colocando relógios em satélites, permitindo que eles detectassem com mais precisão a localização exata dos usuários no solo. Easton chamou esse sistema de "Timation" e o Departamento de Defesa dos EUA acabou incorporando seus recursos no 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 explicava 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 o GPS funciona e como ele é gerenciado?
O Sistema de Posicionamento Global depende da relação entre satélites GPS e receptores 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 medições 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 recebe e rastreia os sinais de pelo menos oito satélites, mas esse número pode variar de acordo com sua localização e a hora.
De acordo com GPS.gov, o Sistema de Posicionamento Global é mantido e operado pela Força Aérea dos EUA. A Força Aérea dos EUA "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
GPS não serve apenas para encontrar o caminho de casa. Outros usos para GPS incluem:
- Os wearables GPS, como relógios GPS, podem ser usados para rastrear crianças, animais de estimação e idosos.
- Os drones controlados por GPS são usados para filmar cenas panorâmicas em filmes. O GPS também é usado na indústria cinematográfica para localização.
- O geocaching pode ser usado para criar gincanas, ocultando itens em determinados locais e, em seguida, enviando mapas on-line para que outras pessoas os procurem com dispositivos GPS.
- Sua empresa de energia local pode usar GPS para rastrear quedas de energia.
