Na última vez em que você usou seu telefone para ter O Google Maps identifica sua localização exata em um mapa, você parou e se perguntou como o GPS funciona com tanta precisão?
O Sistema de Posicionamento Global (GPS) ) foi realmente lançado pelo Departamento de Defesa dos EUA em 1973 (conhecido como NAVSTAR). Em 1993, havia 24 satélites GPS orbitando a Terra e transmitindo dados orbitais e posicionais que os militares poderiam usar para fins de navegação e outros fins militares. Hoje, até o momento, existem 28.
Na década de 1980, os dados transmitidos pelos satélites GPS foram abertos ao público, o que abriu um mercado inteiro para a ampla variedade de dispositivos de navegação GPS que possuímos. hoje.
No momento da redação de Neste artigo, Rússia, China, Europa e Índia, todos têm seus próprios sistemas de GPS ativos. O Japão está desenvolvendo seu próprio sistema GPS programado para estar operacional em 2023.
Como funciona o GPS?
Enquanto a tecnologia de satélite baseada no GPS é muito avançado, a maneira como o sistema opera é impressionantemente simples.
Existem três componentes para qualquer sistema de navegação GPS individual.
In_content_1 all: [300x250] / dfp: [ 640 x 360]->Os receptores GPS utilizam um método matemático princípio conhecido como triangulação para calcular sua própria localização.
Como funciona a triangulação GPS
De qualquer ponto do planeta, se você estiver segurando um receptor GPS (como o do telefone), um receptor GPS recebe registros de data e hora dos relógios sincronizados em cada um dos satélites GPS.
Usando as diferenças nos registros de data e hora e a velocidade constante da luz na qual as ondas de rádio viajam, o receptor GPS pode determinar a distância entre onde você está em cada satélite.
Isso fornece ao receptor GPS o raio das esferas com os satélites no centro e sua localização na borda da esfera.
Como cada satélite viaja de maneira previsível órbita sobre a Terra, o receptor pode usar um almanaque armazenado da atual posição conhecida de todos os satélites GPS para determinar onde, aproximadamente, esses satélites estão atualmente localizados sobre a Terra.
Com a posição conhecida de cada satélite e a distância medida entre esses satélites e sua posição, o seu GPS recebe é capaz de calcular sua localização aproximada, determinando onde a interseção dessas três esferas se junta na superfície da Terra.
O receptor exibe esse local para você em um mapa.
Três satélites fornecem uma localização aproximada, e os receptores de GPS requerem um quarto sinal de outro satélite GPS para determinar sua altitude atual em a superfície da Terra usando outro princípio matemático conhecido como trilateração.
Como funciona o sensor GPS do seu telefone
A maioria dos smartphones modernos hoje vem equipados com um chip receptor GPS. Esse chip pode receber os sinais de rádio dos satélites GPS.
O relógio do seu telefone não é um relógio atômico; portanto, seu tempo não é sincronizado com os relógios atômicos dos satélites em órbita. No entanto, isso não importa quando se trata de calcular a localização usando sinais desses satélites.
Isso ocorre porque o receptor GPS do seu telefone está focado nos dados que recebe dos satélites e em um banco de dados de locais conhecidos por satélite na Terra. Como todos os satélites têm um relógio atômico, a hora atual em cada satélite é exatamente a mesma a qualquer momento.
No entanto, devido à distância do satélite e ao fato de os sinais de rádio viajarem na velocidade da luz, as diferenças entre cada timestamp recebido revelam a distância entre o telefone e cada um dos satélites.
Veja como esse processo de GPS funciona:
Isso informa ao seu receptor GPS que levou 1 segundo para o sinal de rádio alcançá-lo do satélite 1, 2 segundos do satélite 2 e 3 segundos do satélite 3.
A velocidade da luz é uma constante conhecida de 299.792.458 metros por segundo.
Usando matemática simples, o receptor pode n calcule que sua distância é de aproximadamente 300 mil metros do satélite 1, 600 mil metros do satélite 2 e 900 mil metros do satélite 3.
Usando uma tabela de pesquisa de um banco de dados de satélite GPS, o receptor GPS do seu telefone sabe a localização atual aproximada nos três satélites , que fornece coordenadas de longitude e latitude dos três.
Com essas informações, seu telefone pode calcular suas próprias coordenadas de longitude e latitude na Terra.
Usando suas coordenadas conhecidas, seu receptor GPS pode usar a distância medida entre si e um quarto satélite para determinar qual altitude acima da Terra você está localizado.
O que é um sistema de posicionamento global assistido?
Antes de os smartphones começarem a integrar os circuitos GPS, as pessoas normalmente usavam receptores GPS portáteis que usavam pilhas AA. Ou instalariam unidades de GPS nos carros, que funcionavam conectados à bateria do telefone.
Isso ocorre porque a comunicação por rádio requer mais energia. A limitação disso é que você frequentemente precisava esperar vários minutos para o seu receptor GPS "travar" em satélites GPS suficientes para calcular sua posição.
Os fabricantes de smartphones contornaram essa limitação de bateria combinando sua tecnologia existente triangulação celular. Muito antes de os telefones serem habilitados para GPS, eles podiam usar sinais vindos de torres de celular para triangular sua posição, usando o mesmo tipo de timestamp de triangulação e tecnologia de distância que os satélites GPS.
Infelizmente, porque o telefone celular Como as torres estão no nível do solo, esse cálculo de navegação é muito menos preciso. Portanto, o software GPS do seu smartphone usará primeiro a triangulação do sinal da célula para determinar sua posição aproximada e depois atualizará essa posição quando os dados do GPS do satélite estiverem prontos.
Isso permite que os smartphones modernos reservem energia da bateria usando apenas dados do GPS quando essas atualizações de local são necessárias. É por isso que você muitas vezes veja sua localização no Google Maps ocasionalmente pula para um novo local quando dados mais precisos estão disponíveis.