O que é GPS? Veja como funciona o sistema de navegação

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Desde um telefone celular que fornece direções para veículos que exigem precisão de posicionamento na pista, um fazendeiro que rastreia as rotas de plantio e colheita no ano safra, até o mapeamento de uma floresta, são muitas as aplicações do GPS em todo o mundo.

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Aeronaves, navios, submarinos e trens também usam o GPS para navegar. E, atualmente, o GPS está integrado a todos os tipos de dispositivos, como smartwatches, tablets e os meios de transporte citados.

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O que é GPS?

O Sistema de Posicionamento Global (Global Positioning System, o GPS) é uma constelação de satélites que oferece informações de posicionamento e navegação altamente precisas em todo o mundo.

Como um dos primeiros sistemas de posicionamento por satélite do mundo, o GPS tornou-se parte integrante do trabalho realizado em todo o mundo, incluindo agricultura de precisão e levantamento marítimo ou aéreo.

Uso de GPS em celulares para jogos como Pokémon Go. Via David Grandmougin/Unsplash

Os satélites de GPS circundam a Terra duas vezes por dia em uma órbita precisa, ou seja, cada um faz uma órbita completa a cada 12 horas. Cada satélite transmite um sinal exclusivo e parâmetros orbitais que permitem que os dispositivos GPS decodifiquem e calculem a localização precisa do satélite.

Então, os receptores GPS usam essas informações para calcular a localização precisa ou exata de um usuário. Esse sistema de navegação por satélite baseado no espaço fornece localização precisa em latitude, longitude e altitude, além de prover informações de tempo.

Para calcular sua posição de latitude e longitude e rastrear o movimento, um receptor GPS deve estar sintonizado com pelo menos três satélites. Os receptores de GPS, presentes nos dispositivos que usamos no dia a dia, são programados para receber informações sobre onde cada satélite está naquele determinado momento.

Um receptor GPS determina sua própria localização medindo o tempo que leva para um sinal chegar à sua localização vindo de pelo menos quatro satélites. Como as ondas de rádio viajam a uma velocidade constante, o receptor pode usar as medições de tempo para calcular sua distância de cada satélite.

Como funciona sistema de navegação do GPS

Constelação de satelites GPS ao redor da Terra(1981). Via National Archives and Records Administration/Wikimedia Commons

O funcionamento do GPS inclui três segmentos principais: o segmento espacial, o segmento de controle e o segmento de usuário. O segmento espacial inclui mais de 30 satélites em órbita, operados e mantidos pela Força Espacial dos EUA. Esses satélites transmitem sinais de rádio para as estações de controle e monitoramento na Terra – e para os usuários.

A Força Espacial dos EUA também supervisiona o segmento de controle, incluindo as antenas terrestres dedicadas e várias estações de monitoramento localizadas em todo o mundo. Essas estações trabalham para garantir que os satélites estejam saudáveis, orbitando nos locais corretos e com relógios precisos a bordo.

Sendo assim, os satélites estão continuamente transmitindo sua posição orbital e a hora exata nessa posição em frequências de rádio. Esse sinal é recebido por antenas, juntamente com pelo menos três outros sinais de satélite, e depois é processado em um receptor GPS para calcular a localização do usuário.