Tudo o que você precisa saber sobre GPS e seus usos

Quase todos os dispositivos inteligentes usam GPS para rastrear e monitorar sua localização e outras atividades físicas à distância. Ele ajuda você a navegar do Ponto A ao Ponto B.

Mas você sabe como o GPS faz isso, como funciona o GPS e quais são seus outros usos?

Bem, vamos discutir o mesmo aqui neste artigo. Vamos entender como funciona o sistema GPS, para que serve, qual a sua precisão e como funcionam seus receptores e módulos.

Uma Breve História do GPS

Os humanos praticam a navegação há milhões de anos com a ajuda do Sol, da Lua e das estrelas. GPS Sistema de posicionamento global é um avanço para a mesma tecnologia no século 20, usando tecnologia da era espacial.

A primeira espiada no GPS foi testemunhada quando a Rússia lançou seu primeiro satélite Sputnik 1 em 1957. Logo depois disso, o Departamento de Defesa dos EUA começou a explorar as capacidades de geolocalização para navegação submarina.

Embora o GPS tenha sido disponibilizado ao público em 1983 pelo governo dos Estados Unidos, o controle dos dados foi mantido pelo próprio governo. Foi somente em 2000 que as empresas e o público finalmente obtiveram acesso completo ao uso do GPS.

O que é GPS e como funciona?

GPS, ou Sistema de Posicionamento Global, fornece medições de navegação, posicionamento e tempo. O sistema de rastreamento GPS usa satélites, receptores e algoritmos para sincronizar vários locais, dados de tempo e velocidade. A sincronização de um sistema GPS é usada para viagens terrestres, marítimas e aéreas.

O sistema de navegação GPS é gerenciado pelo Governo do Estado dos Estados Unidos e pode ser acessado livremente por apenas um receptor GPS para qualquer pessoa. O sistema consiste em uma rede de 24 satélites que são colocados pelo Departamento de Defesa dos EUA na órbita da Terra.

Embora o sistema de rastreamento GPS tenha sido feito principalmente para uso em aplicações militares, ele estava disponível para uso civil durante a década de 1980.

Elementos-chave do GPS

Um sistema de rastreamento GPS é composto por três elementos diferentes, também conhecidos como segmentos. Esses segmentos trabalham coletivamente para fornecer informações de localização.

Os três segmentos que compõem os elementos-chave do sistema GPS indiano são:

• Espaço/Satélites: O primeiro elemento são os satélites que orbitam a Terra no espaço. Esses satélites transmitem sinais de dados aos usuários em sua localização geográfica e hora do dia.
• Controle de solo: O controle de solo, também conhecido como 'segmento de controle', consiste em antena de solo, estações de controle mestre e estações de monitoramento na Terra. As atividades no segmento de controle incluem operar e rastrear os satélites no espaço e monitorar suas transmissões. Essas estações de monitoramento estão em todos os continentes do mundo, incluindo Europa, América do Norte e do Sul, Ásia, África e Austrália.
• Equipamento do usuário: É o equipamento receptor e transmissor de GPS do usuário final. Isso inclui itens como smartphones, relógios e outros dispositivos telemáticos.

Como funciona a tecnologia GPS?

Vamos entender como o GPS funciona em detalhes, entendendo a tecnologia e os conceitos usados ​​por trás dele.

O sistema de rastreamento GPS funciona em uma técnica única conhecida como trilateração. Usando esta técnica, você pode calcular velocidade, elevação e localização coletando sinais de satélites para determinar as informações de localização de saída.

(Nota: No entanto, a palavra 'trilateração' é muitas vezes confundida com o termo 'triangulação', que é uma técnica usada para medir ângulos, não distâncias.)

Assim, em palavras simples, os satélites que orbitam a Terra no espaço enviam sinais que devem ser lidos e interpretados através de um dispositivo GPS localizado próximo ou na superfície da Terra. Para calcular a localização exata, um dispositivo de rastreamento GPS deve ser capaz de ler sinais de pelo menos quatro satélites.

Nesses círculos de rede, cada satélite orbita a Terra duas vezes por dia enquanto envia um sinal único, tempo e parâmetros orbitais. O dispositivo de rastreamento GPS pode ler sinais de seis ou mais satélites em qualquer ponto no tempo.

Assim, quando um dispositivo GPS capta um sinal de micro-ondas transmitido por um único satélite, ele calcula a distância entre o dispositivo GPS e o satélite. Mas, como o GPS só pode calcular a distância de um satélite, um único satélite não é suficiente para fornecer as informações necessárias sobre a localização.

Além disso, os satélites não fornecem nenhuma informação sobre os ângulos, então a localização escolhida pelo dispositivo GPS pode ser qualquer lugar na área da superfície da Terra.

Leitura sugerida: Melhores aplicativos de rastreamento de funcionários para Android e iPhone 2022

Como o GPS rastreia a localização exata?

Bem, estamos em um mundo tridimensional, e o mesmo é usado para determinar a localização exata usando o GPS. Vamos entender melhor esse fenômeno.

Sempre que um sinal é enviado por satélite, é criado um círculo com um raio que mede a distância do dispositivo de rastreamento GPS ao satélite específico. Da mesma forma, quando um segundo satélite envia um sinal, outro círculo é criado novamente.

Isso reduz a localização a um dos dois pontos, onde os dois criados por diferentes satélites se cruzam. Agora, novamente, quando um terceiro satélite também envia um sinal, a localização do dispositivo pode ser determinada com precisão, no ponto de interseção de todos os três círculos.

No entanto, por causa do mundo tridimensional, podemos determinar que os sinais enviados pelos satélites não criam círculos, mas sim esferas. A interseção dessas três esferas cria dois pontos de interseção, e o ponto mais próximo da Terra é escolhido como localização GPS.

Usos da tecnologia GPS

Hoje, os sistemas de rastreamento GPS são usados ​​por todos os setores para diferentes propósitos. O rastreador GPS é usado diariamente para calcular medições precisas de tempo, rastreamento de localização, navegação e muito mais. Vamos entender os principais usos do GPS:

• Localização: Ajuda você a determinar uma posição precisa.
• Navegação: Permite ir de um local para outro.
• Rastreamento: Permite monitorar continuamente o movimento de uma pessoa ou objeto.
• Mapeamento: Ajuda você a criar mapas GPS para o mundo.
• Tempo: Permite que você faça medições de tempo com muita precisão.

Exemplos de usos do GPS

• Situações de Emergência: No momento de uma emergência ou desastre natural, um sistema de rastreamento GPS é usado pelos socorristas para mapear, acompanhar e prever o clima. Também ajuda no rastreamento do pessoal de emergência. Ele garante que a ajuda oportuna seja fornecida para proteger as pessoas em tempos difíceis.

• Transporte: Durante a navegação, você pode usar um recurso de GPS, como otimização de rotas, que o ajudará a economizar combustível e tempo. Organizações de comércio eletrônico, marcas de entrega, empresas de logística, etc., usam sistemas de rastreamento de veículos por GPS para garantir entregas pontuais e aumentar a produtividade.

• Saúde e condicionamento físico: a tecnologia vestível, como relógios inteligentes, rastreia sua atividade física, como corrida. Esses relógios GPS usam o rastreador GPS para calcular a distância percorrida durante a corrida ou caminhada.

• Jogos: o rastreamento por GPS é muito usado em jogos ao vivo. Ajuda os jogadores a colaborar de diferentes países e jogar. Por exemplo, no jogo Pokemon Go, o GPS foi usado para jogar em vários locais.

• Militar: Um dos principais usos do GPS é nas Forças Armadas para navegar, guiar, rastrear e monitorar forças, tropas inimigas, ativos militares e mísseis. O GPS ajuda o exército a identificar locais para ataques aéreos e operações militares.

Precisão dos sistemas GPS

O sistema de rastreamento GPS permite localizar, navegar, mapear e rastrear vários locais, mas qual é a precisão do rastreador GPS?

O rastreador GPS funciona muito bem em áreas abertas onde fatores externos, como prédios altos, árvores ou prédios, não criam perturbação. Além disso, a precisão da localização do GPS depende de vários fatores e variáveis, conforme listado abaixo:

• Distúrbios físicos: O tempo estimado de chegada calculado pelo sistema de rastreamento GPS pode ser impreciso devido a fatores físicos, como grandes montanhas, árvores, prédios e muito mais.

• Altura: o GPS não pode determinar a altura em que o dispositivo conectado ou smartphone está colocado.

• Condições climáticas: Tempestades fortes, chuvas ou tempestades solares podem ter um efeito direto nos sistemas de rastreamento por GPS.

• Falha no Satélite: Pode haver uma obstrução no modelo orbital do satélite que impacta negativamente na precisão dos rastreadores GPS. No entanto, esse cenário está se tornando raro agora.

• Erros de cálculo: O dispositivo de rastreamento GPS pode apresentar falhas quando o hardware em que é usado não é projetado para atender às especificações de hardware.

• Interferências externas: O dispositivo de rastreamento GPS pode enfrentar interferências causadas por falsificações ou dispositivos de interferência.

Como usar GPS falso?

Os usuários que não desejam revelar sua localização real têm a opção de usar um GPS falso. Para usar uma localização GPS falsa, siga as etapas abaixo:

• Na Google Play Store, baixe 'Fake GPS Location-GPS Joystick'.
• Após a instalação, clique em 'Definir localização' e selecione a localização falsa com a ajuda das linhas de Longitude e Latitude.
• Clique em 'Iniciar > Desenhar permissão necessária > Configurações.
• Clique na opção 'Permitir' sobre outros aplicativos e volte para o aplicativo.
• Clique em 'Iniciar' para ativar sua localização simulada.
• Vá para 'Configurações > Sobre' do seu telefone para encontrar o número da compilação, continue tocando nele até chegar ao 'Modo de desenvolvedor'.
• Volte para 'Configurações> Opções do desenvolvedor e, sob o local simulado, clique em 'GPS Joystick'.
• Navegue até o aplicativo 'GPS Joystick' e clique em 'Iniciar'.

Leitura sugerida: Melhores aplicativos espiões ocultos para telefones Android na Índia: ocultos e indetectáveis

Uma Visão Geral dos Sistemas Globais de Navegação por Satélite (GNSS)

O GNSS, o Sistema Global de Navegação por Satélite, transmite informações orbitais e de tempo com uma rede de satélites que são usados ​​para navegação e determinação de medições de posicionamento. Essa constelação de satélites transmite informações de tempo e posicionamento para receptores GNSS, que são usados ​​para determinar uma localização precisa.

O GNSS consiste principalmente em dois segmentos: segmento de controle e segmento de usuário.

O segmento de controle é uma rede de estações de monitoramento, controle mestre e upload de dados localizadas em todo o mundo. Quando essas estações recebem um sinal do satélite, elas fazem uma comparação entre as posições reivindicadas pelo satélite e os modelos de órbita.

Assim, nessas estações de controle, a posição dos satélites para garantir que seu caminho orbital seja preciso. As estações de controle também certificam-se de que o satélite está em sua melhor saúde para garantir a precisão ideal.

Agora, por outro lado, o segmento de usuários é formado pelos equipamentos responsáveis ​​pela recepção dos sinais dos satélites. Este equipamento utiliza o tempo e a localização orbital de um mínimo de quatro satélites para determinar uma posição. Para resolver e evitar erros de tempo, o segmento de usuário usa antenas para receber e identificar os sinais de boa qualidade.

Alguns exemplos de GNNS são o Sistema de Posicionamento Global NAVSTAR (GPS) dos EUA, o Galileo da Europa e o Sistema de Satélite de Navegação BeiDou da China. Além disso, globalmente, o desempenho e a eficiência de qualquer sistema GPS são baseados em quatro parâmetros mencionados abaixo:

• Precisão
• Integridade
• Continuidade
• Disponibilidade

Dispositivos GPS vs GNSS vs GPRS

Aqui está a diferença entre GPS, GNSS e GPRS:

O que são Chips e Módulos Receptores GPS?

Chips e módulos de GPS podem fornecer aos usuários informações instantâneas de tempo e localização em qualquer lugar da Terra. Os chips do receptor GPS fornecem informações sobre a localização em longitude, latitude e altitude.

Chips receptores GPS são projetados para receber informações sobre onde cada satélite está posicionado em um determinado momento. Esses mesmos receptores são usados ​​no sistema GPS para carros e no sistema GPS para bicicletas. Eles traçam constantemente a mudança de localização do carro ou bicicleta no mapa eletrônico, que fornece instruções de acordo para chegar ao destino inserido.

A maioria dos chips do receptor GPS é construída nos três componentes a seguir.

• Antena: Recebe sinais e tem potencial anti-jamming.
• Receptor: É uma unidade processadora que converte sinais de rádio em uma solução de navegação.
• Unidade de Controle: Fornece uma interface para o controle do receptor. para exibir as informações de posicionamento.

Perguntas frequentes

Categorias relacionadas: Sistema GPS de Rastreamento de Veículos | Software de Gestão de Transportes | Software de gerenciamento de frota