GPS, como ele funciona em detalhes

O funcionamento preciso do GPS é explicado por cálculos complexos de matemática, física e engenharia. Mas, felizmente, você não precisa saber de nada disso para entender como o GPS funciona – basta saber que ele é composto de 3 partes:

Satélites GPS

Uma constelação de 24 satélites de GPS (21 operacionais e 3 de reserva) orbitam cerca de 12.000 milhas acima da terra. Tais satélites voam a uma velocidade de cerca de 7000 milhas por hora, levando 12 horas para o satélite completar a órbita da terra. A cada 24 horas o satélite passa exatamente sobre os mesmos pontos. Os satélites são posicionados de modo que um receptor de GPS possa receber sinal de pelo menos 6 satélites ao mesmo tempo, em qualquer local da Terra.

Os satélites têm um período de vida de cerca de 10 anos. Quando eles começam a falhar satélites reservas são ativados ou novos são colocados em órbita para substituí-los.

Os satélites GPS transmitem dois tipos de sinais, C/A Code and P-code. O C/A code (Coarse Acquisition) é o tipo de sinal que os receptores de GPS portátes recebem, enviados na banda L1 e com a frequência de 1575,42 Mhz. O C/A code tem menos precisão que o P-code e é mais fácil para as forças militares americanas embaralharem ou enviarem sinais falsos para que um receptor tenha uma localização errada de sua posição.

A vantagem do C/A code é que é mais rápido receber um sinal que informa o posicionamento por ele. Por isso alguns receptores militares que usam o P-code antes recebem um sinal C/A code e depois trocam para o P-code.

Já o P-code fornece uma localização precisa e é muito mais difícil de embaralhar ou simular. As forças militares americanas são as principais usuárias dele. O P-code usa um sinal criptografado, por isso só receptores especiais podem acessar a informação. O P-code é enviado na banda L2 com frequência de 1226,7 Mhz.

A transmissão do P-code também é conhecida como Precise Positioning Service (PPS)

Estações em terra (antenas) GPS

São as estações de controle do sistema GPS. São cinco ao redor do mundo (as localizações não são informadas) e monitoram os satélites. A informação delas é enviada para uma estação mestre – the Consolidates Space Operations Center (CSOC) na base aérea de Schriever, no Colorado, onde os sinais são processados para determinar erros nas operações dos satélites.

Os dados processados são enviados aos satélites diariamente através de antenas espalhadas ao redor da Terra. É uma operação tal como sincronizar um PALM com um computador. Como os satélites possuem pequenos foguetes embutidos, o CSOC consegue controlá-los e assegurar que estão na órbita correta

Receptores de GPS (o seu aparelho)

São só aparelhos com que estamos familiarizados. Eles recebem dois tipos de informação dos satélites, Almanac e Ephemeris.

As informações Almanac contém a posição aproximada dos satélites. Essa é uma informação constantemente transmitida e armazenada na memória do GPS.

As informações Ephemeris tem a posição precisa dos satélites. Para obter uma posição precisa, o receptor GPS precisa saber o quanto longe está um satélite. O GPS calcula a distância usando os sinais do satélite.

Para obter a sua localização através de cálculos um receptor de GPS precisa de ao menos 3 sinais de satélites diferentes. Para obter o posicionamento em três dimensões (altura incluída) são necessários os sinais de 4 satélites diferentes

Deixe um comentário

O seu endereço de e-mail não será publicado.