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GPS - O que é, como funciona

Qual motorista nunca se perdeu e foi "salvo" por um GPS? Desde que surgiu, podemos dizer que o GPS é uma ferramenta indispensável para os motoristas, pois além de identificar sua localização e orientar as rotas a serem seguidas, ele ajuda a controlar o trânsito, melhorar a segurança e a fluidez do tráfego em geral.

A sigla GPS significa Global Positioning System, o que em português quer dizer Sistema de Posicionamento Global. É uma tecnologia que utiliza satélites e dispositivos para fornecer informações sobre a localização no globo terrestre. Além de ser muito utilizado nos automóveis, o GPS evoluiu e hoje oferece algumas outras funções que não concernem apenas à localização.


GPS (Global Positioning System)

O funcionamento da tecnologia

Atualmente existem dois sistemas que permitem a navegação por satélite: O GPS americano e o GLONASS russo. Outros dois sistemas que estão em fases de implementação: o Galileo, da União Europeia, e o Compass, da China.

O GPS americano consiste em um sistema de posicionamento geográfico que conta com um total de 24 satélites e mais 4 sobressalentes, em seis planos próximos a órbita do planeta Terra, a uma altitude de 19.000 km.

Ele nos fornece as coordenadas de determinado lugar na Terra, desde que tenhamos um receptor de sinais de GPS. Assim, aquele aparelho receptor, que carregamos aqui na Terra, sabe exatamente onde estão os tais satélites.

Esses satélites estão distribuídos de maneira que um receptor, posicionado em qualquer ponto da superfície terrestre, estará sempre ao alcance de pelo menos três deles (quatro ou mais para precisão maior). Daí, a localização é baseada em cálculos que ocorrem através de um processo chamado triangulação, ilustrado a seguir.


Triangulação a partir dos satélites é a base do sistema do GPS

No processo de triangulação, três satélites enviam o sinal para o receptor, que calcula quanto tempo cada sinal demorou a chegar até ele. Além da sua localização terrestre, o receptor GPS também consegue saber a altura do receptor em relação ao nível do mar, porém para isso é necessário um quarto satélite.

Tanto os satélites como os receptores GPS possuem um relógio interno que marca as horas com uma enorme precisão, em nanossegundos. Quando o satélite emite o sinal para o receptor, o horário em que ele saiu do satélite também é enviado.

Ao captar os sinais dos satélites, o receptor calcula a distância entre eles pelo intervalo de tempo entre o instante local e o instante em que os sinais foram enviados. Levando em conta a velocidade de propagação do sinal, o receptor pode situar-se na intersecção desses dados, permitindo identificar exatamente onde o aparelho se encontra na Terra.

Para que a posição do receptor seja sempre atualizada, os envios desses sinais ocorrem constantemente em uma velocidade de 300 mil quilômetros por segundo (velocidade da luz) no vácuo.

A partir daí, como o receptor de GPS já sabe onde você está, ele compara sua localização com um mapa (desenvolvido pela empresa que fabricou o aparelho), que vai lhe mostrar exatamente por onde você tem que ir para chegar ao seu destino.

Como surgiu

O Departamento de Defesa dos Estados Unidos criou e vem mantendo o sistema GPS desde 1978, embora o tenha declarado totalmente operacional apenas em 1995. No início, o governo dos Estados Unidos decidiu que o sistema civil receberia um sinal menos preciso, com uma margem de erro na localização de cerca de 100 metros, enquanto o militar ficaria com um sinal dez vezes mais preciso.

O GPS entrou em ação pela primeira vez em um campo de batalha na Guerra do Golfo (1990-1991), ajudando a guiar soldados no deserto. Porém, o exército americano tinha poucos receptores de GPS do tipo militar e, para equipar suas tropas, precisou comprar milhares de aparelhos civis.

Assim, o Departamento de Defesa liberou o sinal mais preciso a todos os receptores civis para não prejudicar seus soldados. As restrições, que voltaram após a guerra, só terminaram em 2000, quando enfim o governo liberou o sinal preciso para todos.

Muito além do trânsito

Atualmente, o GPS é útil em praticamente todas as situações e profissões em que seja necessário obter uma localização precisa dos envolvidos, como por exemplo:
- veículos de voo e navegação
- exploração de recursos naturais
- expedições em matas ou cavernas
- agricultura
- geologia
- arqueologia
entre outros.

Funcionalidades proibidas

Atualmente, a mesma norma de trânsito que autoriza a utilização do GPS, proíbe a instalação de equipamento capaz de gerar imagens para fins de entretenimento ao motorista. É o caso das centrais multimídia disponíveis na maioria dos automóveis novos.

Assim, a lei diz que, se o sistema for instalado na parte dianteira do veículo, quando o veículo estiver em movimento, deve possuir um mecanismo automático que o torne inoperante ou o comute para a função de informação de auxílio à orientação do condutor, independente da vontade do condutor ou dos passageiros. A inobservância acarreta infração de trânsito grave. Já a instalação para a visualização dos ocupantes dos bancos traseiros é permitida.

O mesmo vale para a TV digital, que só deve funcionar mediante as mesmas condições citadas acima.

Como referenciar: "GPS - O que é, como funciona" em Só Física. Virtuous Tecnologia da Informação, 2008-2019. Consultado em 14/12/2019 às 21:43. Disponível na Internet em http://www.sofisica.com.br/conteudos/curiosidades/gps.php