Como funciona o GPS?

O GPS nos fornece informações na forma de coordenadas geográficas e/ou UTM da posição do receptor com uma precisão de 5 e 20 metros, essa precisão é possibilitada devido a desativação de um programa chamado Selective Availability (SA) que gerava um erro proposital no posicionamento.
A aplicação do aparelho gerou aplicações de ordem militar e civil, fazendo com que fosse aprimorado e que se desenvolvesse ainda mais. O sistema NAVSTAR-GPS nasceu através de pesquisas para fins militares realizada pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos.

Devido a importância de tal sistema, a União Européia esforçou-se para desenvolver um sistema parecido e lhe batizaram de Galileo, e ainda no tempo da Guerra Fria, a União Soviética desenvolveu o Glonass, ambos esforços visavam apenas acabar com o monopólio americano neste setor tecnológico.
O sistema espacial americano é composto por 24 satélites que giram em torno do nosso planeta em um período de 11 horas e 58 minutos e esta aproximadamente a 20,200 km de altura. São seis planos orbitais, igualmente espaçados de 60 graus e, cada plano orbital é ocupado por 4 satélites, permitindo assim, teoricamente, uma visibilidade entre 5 e 8 satélites em qualquer parte do globo.

A hora certa é transmitida por cada um dos satélites juntamente com a posição exata e outras informações. O receptor, por possuir a hora sicronizada o satélite computa o tempo percorrido da transmissão a recepção do sinal e o converte em distância, a chamada "pseudo-range", a posição do receptor (latitude, longitude e altitude), tomando o centro da Terra como origem é calculada quando quatro satélites estiverem visíveis.
É importante atentar que, dependendo da geometria relativa dos satélites, o sistema de calculos pode não ter solução, por outro lado, se mais de quatro satélites são observados simultaneamente, existirá um conjunto de quatro que fornecerá uma resposta com menor erro. Para mensurar esse efeito da geometria dos satélites em relação ao receptor foi criado uma grandeza escalar conhecida como DOP (Dilution of Precision).

As freqüências utilizadas no link satélite-receptor são conhecidas como L1 (1.575,42 MHz) e L2 (1.227,60 MHz) com polarização circular à direita (RHCP, "right hand circular polarization"), diminuindo a dependência do receptor quanto ao aspecto de orientação da antena, minimizando os efeitos da propagação na atmosfera.

O receptor processa um sinal extremamente fraco (tipicamente -120 dBm a -136 dBm), praticamente no mesmo nível de um ruído. Para minimizar a dificuldade de se trabalhar com sinais dessa ordem de grandeza, é utilizada a técnica de "espalhamento espectral". O sinal original é multiplicado por um sinal código de freqüência mais alta, gerando o efeito de "espalhamento". O receptor recupera o sinal original a partir da combinação do sinal que chega na antena com uma cópia do mesmo código usado na transmissão.

O receptor GPS recebe os sinais dos satélites e calcula a distância, estes cálculos se fundamentam no sincronismo de clock (constantemente corrigido) entre o receptor e o satélite. Sabedor das distâncias até os satélites e da posição dos satélites, tendo por base um sistema de referência (WGS-84) que utiliza o centro da terra como origem, realiza-se os cálculos (triangulação) para estimar seu posicionamento (latitude, longitude e altitude). Compartilhar no facebook | Compartilhar no twitter