Sociedade

FUNCIONAMENTO E CONTROLE GPS

Como funciona o GPS? E o que Departamento de Defesa Americano tem a ver com isso?

Uma das primeiras formas de localização que inventamos foi através do céu noturno. Estrelas e constelações formavam uma espécie de mapa para navegantes em alto mar. Porém, sair por aí com uma bússola e uma carta celeste na mão parece bem distante nos dias de hoje. Atualmente, muitas vezes por dia, mesmo sem perceber, estamos usando o Sistema Global de Posicionamento, ou na sigla em inglês, GPS. E, curiosamente, nossa localização também vem do céu.

sexta-feira 15 de janeiro de 2016| Edição do dia

Para sermos precisos, o que temos nos nossos celulares, “GPS de carro” ou navegadores em geral é na verdade um receptor GPS. O sistema completo inclui 24 satélites que ficam orbitando a Terra a uma altura de 20200 km e se movendo a 14000 km/h (para comparar melhor, a Lua também é um satélite que orbita a Terra, porém a uma distância de 384000 km). Na figura você pode ver como estes satélites estão ao redor da Terra. Se você fosse capaz de enxergar os satélites GPS no céu, você conseguiria ver pelo menos 4 deles ao mesmo tempo.

Quando você liga o seu receptor GPS e pede para ele te dizer onde você está, na verdade, você está entrando em contato com 4 desses satélites e pedindo informação. Na figura, você pode ver que 3 deles mandarão a informação de qual “sombra” da Terra estão cobrindo. Ao cruzar esses círculos, o ponto onde os três se cruzam é exatamente onde você está. O quarto satélite será utilizado para melhorar a precisão e eliminar possíveis erros.

Mas o que está realmente por trás desse sistema de localização é a precisão na marcação do tempo. Através do tempo que a informação demora para sair do satélite e chegar ao receptor é possível saber a distância que este se encontra. Sendo assim, essa medida de localização só fará sentido se compararem a “sombra” que lançam na Terra e a distância que estão do receptor, exatamente ao mesmo tempo. Levando em consideração que estão se movendo em uma velocidade de quase 45 vezes um carro de fórmula 1, estes satélites precisam estar bem sincronizados. Por isso, são equipados com relógios de altíssima precisão, chamados relógios atômicos.

O resto do trabalho será feito pelo seu receptor, que irá traduzir a informação de localização para um mapa, mostrando para nós, onde de fato estamos. Esses mapas junto com as rotas ficam gravados na memória dos receptores e precisam ser constantemente atualizados devido às mudanças no sentido de ruas, por exemplo. O que o receptor faz e projetar no mapa a nossa localização exata, correlacionando os dados obtidos do sistema com o de sua memória. Se o receptor “perguntar” continuamente aos satélites qual a sua posição, poderá fornecer dados como a direção, sentido e velocidade com a qual estamos nos movendo.

Além dos satélites e receptores, o sistema conta também com dois centros de controle (um operante e um reserva), 16 estações de monitoramento e 12 antenas espalhadas pelo mundo. Tudo isso para monitorar as órbitas, garantir a qualidade da comunicação, consertar eventuais problemas e aplicar melhorias na acurácia do sistema.

E quem controla tudo isso?

O sistema de posicionamento global foi idealizado em na década de 70, no Pentágono para fins militares, motivado pela corrida tecnológica espacial da Guerra Fria e a ameaça da União Soviética já ter lançado seu primeiro satélite Sputinik 1 em 1957. Hoje, sobre o controle do Departamento de Defesa Americano, o sistema de GPS que usamos, foi desde 2000 liberados para usos civis durante o governo de Bill Clinton. Mas fique tranquilo, embora possamos acessar os dados de localização, possuímos apenas receptores que não fornecem de volta dados para o sistema.

Porém não há nenhuma garantia em que em tempos de guerra ou tensões políticas internacionais, o governo norte-americano suspenda o serviço que hoje oferece gratuitamente. Não a toa, já existem atualmente outros sistemas de posicionamento global sendo desenvolvidos por grandes potencias, sendo eles o GLONASS (Rússia), Galileo (União Européia), COMPASS (China) e IRNSS (Índia), evidenciando o papel estratégico desta ferramenta. Não há nenhuma notícia de desenvolvimento desse tipo de sistema no Brasil.

(Não seria necessário tantos sistemas e temermos a ficarmos “perdidos” se vivêssemos num mundo sem as fronteiras delimitadas pelo capitalismo, mas isso é assunto para outro texto...)

Links:

https://ieeexplore.ieee.org/ieee_pilot/articles/96jproc12/jproc-CHegarty-2006090/article.html#article

http://www.gps.gov/

http://www.astronomy.ohio-state.edu/ pogge/Ast162/Unit5/gps.html

http://www2.sorocaba.unesp.br/professor/malu/Antigo/gps.PDF




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