O que é GPS? Entenda como funciona o sistema de posicionamento global

GPS (Global Positioning System) é um sistema de navegação por satélite que define a localização geográfica de um objeto com precisão de aproximadamente 5 metros. A tecnologia é utilizada em aplicações que vão de celulares a equipamentos militares.

O GPS foi desenvolvido pelos Estados Unidos, mas é capaz de determinar uma localização em qualquer parte do mundo, razão pela qual é largamente utilizado em aplicativos de mapas. O Tecnoblog mostra, a seguir, como o GPS funciona, no que é usado e quais as suas diferenças para outros sistemas de navegação.

O que significa GPS?

GPS significa Global Positioning System (Sistema de Posicionamento Global). A sigla descreve o mais conhecido sistema de localização por satélites do mundo, estando à frente, em popularidade, de serviços como BeiDou, GLONASS e Galileo.

Como funciona o GPS (Global Positioning System)?

O GPS é composto por 24 satélites que orbitam em altitudes de aproximadamente 20.000 quilômetros em relação à Terra. Cada satélite circunda o planeta duas vezes por dia e transmite um sinal que permite a dispositivos receptores em solo determinar a sua localização.

Cabe ao receptor comparar essa informação com as localizações de mais dois satélites, processo conhecido como triangulação. O resultado desse cálculo revela a posição geográfica do dispositivo com base em longitude e latitude. Se um quarto satélite for considerado, a altitude também poderá ser determinada.

Cada satélite conta com um relógio atômico e, assim, transmite sinal com informações sobre sua posição em cada período de tempo continuamente. Isso permite determinar a localização de um objeto com precisão inferior a 100 metros, o que torna o GPS útil em aplicações como mapas e rastreamento de veículos.

Para que serve a tecnologia GPS?

O GPS foi criado para fins militares pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos e, atualmente, serve para aplicações como:

• Navegação por mapas: o GPS pode ser integrado a serviços de mapas como o Google Maps para ajudar as pessoas a se locomoverem em tempo real;
• Monitoramento esportivo: smartwatches, smartbands e outros dispositivos vestíveis podem contar com receptores de GPS para calcular distância em corridas;
• Rastreamento veicular: sistemas de GPS podem ser integrados a automóveis, caminhões e ônibus para monitoramento de localização em tempo real;
• Transporte público: receptores de GPS instalados em veículos podem ser usados para informar a proximidade de um ônibus ou um carro de aplicativo;
• Veículos autônomos: sistemas de GPS podem orientar o trajeto de veículos com direção autônoma;
• Serviços de emergência: o GPS pode ser usado por autoridades para localizar acidentes ou identificar locais sob ameaça de desastres naturais;
• Monitoramento de terremoto: o GPS pode ser usado para estimar o deslocamento de placas tectônicas ou mapear áreas com risco de tremores;
• Aplicações militares: o GPS pode atuar em sistemas que rastreiam tropas inimigas, orientam misseis ou auxiliam operações de resgate.

Qual é a diferença entre as frequências de GPS L1, L2 e L5?

As denominações L1, L2 e L5 determinam as frequências de banda L (entre 1 e 2 GHz) com as quais o sistema de rádio dos satélites de GPS opera. Cada nível tem propriedades que o tornam adequados a determinadas aplicações:

• L1: com frequência de 1.575,42 MHz, tem codificação para uso militar e outra para uso civil (para o público em geral), mas é mais suscetível a falhas;
• L2: opera em 1.227,60 MHz e é apta tanto a aplicações civis quanto militares. Tem mais precisão por superar obstáculos como nuvens e prédios;
• L5: tem frequência de 1.176,45 MHz e é usada em aplicações avançadas, como operações de salvamento e aviação.

Há outras frequências, como L3 e L4, que atendem a propósitos específicos, razão pela qual não são liberadas para uso geral.

Qual é a precisão do sistema GPS?

Um objeto com GPS pode ter sua localização geográfica determinada com precisão que varia entre 100 e 5 metros, tipicamente. A acurácia depende de fatores como posicionamento dos satélites, condições meteorológicas e tipo de dispositivo. Em celulares, a precisão média é de 4,9 metros sob céu aberto.

Quantos satélites existem na constelação do GPS?

O GPS requer pelo menos 24 satélites em operação posicionados em seis planos orbitais distintos, mas igualmente espaçados. Essa configuração permite que, no mínimo, quatro deles sejam alcançáveis por receptores em qualquer ponto do planeta, o que torna o sistema bastante confiável.

Posso usar a navegação por GPS mesmo sem acesso à internet?

Sim. O GPS é um sistema orientado por satélites e não depende de internet para funcionar. O acesso à internet só é necessário quando o GPS é usado em conjunto com um sistema online.

É o caso de serviços como o Google Maps. Contudo, é possível usar o Google Maps offline, basta que o mapa de uma ou mais regiões seja baixado previamente. Assim, é possível utilizar o serviço na região escolhida e com localização via GPS ativada mesmo se não houver acesso à internet.

Qual é a diferença entre GPS e GNSS?

O GPS é um sistema de navegação por satélite desenvolvido nos Estados Unidos e usado em várias partes do mundo. Já GNSS (Global Navigation Satellite System) é um termo que designa qualquer sistema de navegação por satélite. Logo, o GPS é uma espécie de GNSS, assim como os sistemas GLONASS, Galileo, BeiDou e NavIC.

Qual é a diferença entre GPS e GLONASS?

O GPS é um sistema de posicionamento criado pelos Estados Unidos que usa satélites em seis planos orbitais para cobrir todo o planeta. Já o GLONASS é um sistema global de navegação por satélite com propósito semelhante ao do GPS, mas desenvolvido pela Rússia com base em três níveis orbitais.

Qual é a diferença entre GPS e Galileo?

O GPS é um sistema de posicionamento por satélite desenvolvido pelos Estados Unidos originalmente para fins militares, mas depois direcionado a aplicações gerais. Já o Galileo é um sistema de navegação por satélite criado pela União Europeia especificamente para atender a aplicações civis.

Qual é a diferença entre GPS e A-GPS?

O GPS é um sistema de localização que opera com pelo menos 24 satélites. Já o A-GPS (Assisted GPS, ou “GPS Assistido”) é sistema que melhora a precisão da localização via GPS usando redes de telefonia celular terrestres. Por esse motivo, o A-GPS é uma tecnologia comum em smartphones.