Entrar no GPS - dummies

O GPS representa o Sistema de Posicionamento Global. Um receptor de rádio especial mede a distância da sua localização para satélites que orbitam a terra transmitindo sinais de rádio. O GPS pode identificar sua posição em qualquer lugar do mundo. Muito legal, né? Além de comprar o receptor, o sistema é gratuito para qualquer um.

Você pode comprar um receptor de GPS barato, colocar algumas pilhas nele, ligá-la e presto! Sua localização aparece na tela. Não é necessário mapa, bússola, sextante, nem relógio de sol. Assim como a magia. Na verdade, não é mágico, mas evoluiu a partir de algumas ótimas aplicações práticas da ciência que se uniram nos últimos 50 anos.

Como funciona o GPS

As complexidades do GPS são imersas em matemática, física e engenharia, mas você não precisa ser um cientista de foguete para entender como o GPS funciona. O GPS é composto por três partes:

• Satélites
• Estações terrestres
• Receptores

Eyeing satélites

No jargão GPS, um satélite é o segmento espacial. Uma constelação de 24 satélites GPS (21 operacionais e 3 peças) orbita cerca de 12 milhas acima da Terra. Os satélites ampliam os céus em cerca de 7 000 milhas por hora. Demora cerca de 12 horas para que um satélite atravesse completamente a Terra, passando exatamente o mesmo local aproximadamente a cada 24 horas. Os satélites estão posicionados onde um receptor GPS pode receber sinais de pelo menos seis dos satélites a qualquer momento, em qualquer local na Terra (se nada obstruir os sinais).

Um satélite possui três peças principais:

• Computador: Este computador de bordo controla seu vôo e outras funções.
• Relógio atômico: Isso mantém um tempo preciso dentro de três nanossegundos (cerca de três bilhões de segundos).
• Transmissor de rádio: Isso envia sinais para a Terra.

Os satélites GPS não apenas ajudam você a ser encontrado. Todos os satélites GPS desde 1980 possuem sensores NUDET. Não, este não é um sistema de detecção de pornografia de alta tecnologia. NUDET é um acrônimo para a DETonação NUclear; Os satélites GPS possuem sensores para detectar explosões de armas nucleares, avaliam a ameaça de ataque nuclear e ajudam a avaliar o dano da greve nuclear.

Os satélites GPS com energia solar têm uma vida útil limitada (cerca de 10 anos). Quando eles começam a falhar, as peças sobressalentes são ativadas ou novos satélites são enviados para a órbita para substituir os antigos. Isso dá ao governo a chance de atualizar o sistema GPS, colocando o hardware com novos recursos no espaço.

Os satélites GPS transmitem dois tipos de sinais de rádio: código C / A e código P. Aquisição grosseira (código C / A) é o tipo de sinal que as unidades GPS de consumo recebem. O Código de Precisão (código P) fornece informações de localização altamente precisas. O código P é difícil de atolar e falsificar. O U. S. militar é o principal usuário de transmissões de código P, e usa uma forma criptografada dos dados para que apenas receptores especiais possam acessar a informação.

Estações de superfície de cobertura

As estações terrestres são o segmento de controle do GPS. Cinco estações terrestres não tripuladas ao redor da Terra monitoram os satélites. As informações das estações são enviadas para uma estação de controle mestre - o Centro de Operações do Espaço Consolidado (CSOC) na Base da Força Aérea Schriever no Colorado - onde os dados são processados ​​para determinar as efemerenças de cada satélite e os erros de temporização.

Uma efemérides é uma lista das posições previstas de corpos astronômicos, como os planetas ou a Lua. Ephemerides (o plural de efemérides ) existe há milhares de anos devido à sua importância na navegação celestial. Ephemerides são compilados para rastrear as posições dos numerosos satélites em órbita terrestre.

Os dados processados ​​são enviados aos satélites uma vez por dia com antenas terrestres localizadas em todo o mundo. Isto é como sincronizar um assistente digital pessoal (PDA) com seu computador pessoal para garantir que todos os dados estejam sincronizados entre os dois dispositivos. Como os satélites têm pequenos foguetes embutidos, o CSOC pode controlá-los para garantir que eles permaneçam na órbita correta.

Receptores de GPS

Qualquer pessoa que tenha um receptor de GPS pode receber os sinais de satélite para determinar onde ele está localizado. Os consumidores podem comprar receptores de GPS práticos em lojas de artigos esportivos. Eles são fáceis de usar e são principalmente alvo de usos recreativos e outros que não requerem um alto nível de precisão de localização. Os três grandes fabricantes do mercado de GPS de consumo são Garmin, Magellan e Lowrance. Os receptores GPS do consumidor têm preços razoáveis, de menos de US $ 100 a US $ 400 na U. S.

Qual é a precisão de um receptor GPS?

De acordo com o governo e fabricantes de receptores de GPS, espera que sua unidade de GPS seja precisa dentro de 49 pés (isto é, 15 metros para pessoas experientes em métricas). Se o seu GPS informar que você está em um determinado local, você pode estar razoavelmente certo de que você está dentro de 49 pés desse conjunto exato de coordenadas.

Os receptores GPS indicam quão precisa é sua posição. Com base na qualidade dos sinais de satélite que a unidade recebe, a tela exibe a precisão estimada em metros ou metros. A precisão depende de

• Localização do receptor

Obstruções que bloqueiam sinais de satélite

Embora os receptores de GPS de nível de pesquisa possam fornecer precisão de menos de dois centímetros, eles são muito especializados e caros, exigem muito treinamento e aren ' t muito portátil. A sua precisão é alcançada com o DGPS e os dados coletados pós-processamento para reduzir os erros de localização. O usuário médio de GPS não precisa desse nível de precisão.

Nuvens, chuva, neve e clima não reduzem a força dos sinais GPS o suficiente para reduzir a precisão.A única maneira que o tempo pode enfraquecer os sinais é quando uma quantidade significativa de chuva ou neve se acumula na antena do receptor GPS ou em um dossel de árvore superior.