O sistema GPS
O sistema GPS (Global Positioning System] é uma tecnologia aeroespacial, constituída por 24 satélites e estações de rastreio terrestres que permitem determinar a posição de um corpo, onde quer que ele se encontre na Terra.
Os satélites GPS emitem sinais para as estações de rastreio terrestres para estas determinarem a posição exata de cada um dos satélites e aferirem a base de tempo, informação essa que e comunicada a cada um dos satélites.
Os satélites emitem sinais digitais codificados, que identificam o satélite emissor e a sua localização e possibilitam que um recetor, colocado num avião, num navio, num automóvel, etc… possa calcular o tempo que os sinais demoram a percorrer a distância de cada um dos satélites ao recetor e, a partir daí, calcular as distâncias correspondentes:
Ao contrário do que poderia esperar-se, " a receção simultânea dos sinais de 3 satélites não é suficiente para, por triangulação, determinar a posição do recetor. Vejamos, o tempo é a grandeza chave para a determinação da distância do recetor ao satélite. Um erro da ordem do milésimo de milésimo do segundo ( 10-6 s) traduz-se numa incerteza da ordem dos 300 metros de distância. Isto agrava-se com o facto de a medição do intervalo de tempo ser feita a partir de dois relógios, o do satélite e o do recetor GPS. Por isso utilizam-se, nos satélites, relógios atómicos de elevadíssima precisão, mas o mesmo não pode ser feito nos receptores (relógios de quartzo). Para ultrapassar essa dificuldade, utiliza-se o sinal de um 4º satélite, cuja informação adicional permite sincronizar com elevada precisão os relógios do satélite e do recetor: Se um recetor receber, simultaneamente, os sinais provenientes de 4 satélites pode determinar, com incerteza de apenas alguns metros, a posição em que se encontra.
Aquilo a que hoje chamamos 'GPS' ou “recetor GPS' é um sistema complexo, que inclui um computador com um bom ecrã, para calcular não só as coordenadas mas também a velocidade e fazer a visualização de mapas armazenados na memória do sistema.
O sistema GPS está dividido em três segmentos: o segmento espacial, o segmento de controlo e o segmento do utilizador.
O segmento espacial, também designado por segmento aéreo ou subsistema de satélites, é constituído pelos 24 satélites que dão duas voltas à Terra por dia (período de 12 horas), com órbitas polares e que enviam continuamente sinais eletromagnéticos (na zona das micro-ondas). Para calcular com precisão a posição de um ponto é suficiente receber os sinais enviados por três desses satélites.
O segmento de controlo é constituído pelas diversas estações existentes na Terra, onde são observadas as trajetórias dos vários satélites de GPS e é atualizado o tempo. Por sua vez, esta informação é enviada aos satélites que fazem a correção do cálculo da posição e enviam a
informação para a Terra.
O segmento do utilizador é constituído por um recetor com uma unidade de processamento capaz de descodificar, em tempo real, a informação enviada por cada satélite e calcular a posição. Cada satélite envia sinais de características diferentes em intervalos de tempo
distintos.