O Sistema de Posicionamento Global (ou Global Positioning System – GPS) é um sistema de navegação por satélite que fornece informações de posicionamento em qualquer lugar da Terra, sob qualquer condição climática e a qualquer momento, desde que haja uma linha de visão direta com os satélites GPS. Ele foi desenvolvido e é mantido pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos, mas está disponível para uso civil em todo o mundo.

Origem

A origem do GPS remonta à Guerra Fria. Na década de 1960, o Departamento de Defesa dos EUA iniciou o desenvolvimento do sistema para fornecer uma capacidade de navegação precisa para suas forças militares. O primeiro satélite GPS foi lançado em 1978 e o sistema ficou totalmente operacional em 1995.

Inicialmente, o GPS era usado principalmente para fins militares, mas em meados da década de 1980, o governo dos EUA começou a permitir o uso civil do sistema. Desde então, o GPS se tornou parte da infraestrutura global de navegação, sendo amplamente utilizado em uma variedade de aplicações, desde navegação pessoal até aplicações em agricultura, aviação, logística, geologia e muitos outros setores.

Gerações

Existem várias gerações de satélites GPS em órbita, sendo que cada geração trouxe melhorias significativas em termos de precisão, cobertura e funcionalidades:

• GPS Block I: A primeira geração de satélites GPS, composta por 11 satélites, foi lançada entre 1978 e 1985. Eles tinham uma vida útil prevista de cerca de 5 anos.
• GPS Block II: Essa geração de satélites foi lançada entre 1989 e 1997, substituindo gradativamente os satélites da geração anterior. Eles apresentavam melhorias significativas em termos de precisão.
• GPS Block IIA/IIR/IIR-M: Essas gerações trouxeram melhorias em termos de vida útil, potência de sinal e resistência a interferências. Foram lançadas entre o início da década de 1990 e meados da década de 2000.
• GPS Block IIF: Lançados a partir de 2010, esses satélites trouxeram melhorias significativas em termos de precisão e durabilidade. Eles foram os predecessores da geração GPS III.
• GPS III: Essa geração começou a ser lançada em 2018. Os satélites GPS III oferecem uma série de melhorias, incluindo uma maior precisão, capacidade antijamming (capacidade de resistir a interferências intencionais ou não intencionais que podem prejudicar a precisão e a confiabilidade do sinal recebido) e maior capacidade de sinal.

Como funciona?

Atualmente, existem mais de 30 satélites GPS em órbita ao redor da Terra, formando uma constelação que cobre todo o planeta. Cada satélite transmite sinais de rádio em intervalos regulares e esses sinais contêm informações precisas sobre a posição do satélite e o tempo em que o sinal foi enviado.

Um receptor GPS é o dispositivo que você segura em suas mãos (como um smartphone, um dispositivo de navegação veicular ou um dispositivo específico de GPS) que contém uma antena para receber os sinais dos satélites. O receptor GPS mede o tempo que os sinais levam para viajar do satélite até o receptor. Como os sinais viajam à velocidade da luz, qualquer atraso na recepção dos sinais indica uma diferença na distância entre o satélite e o receptor.

Ao receber sinais de múltiplos satélites, o receptor GPS pode calcular sua própria posição. Isso é feito através de um processo chamado triangulação, que envolve a interseção das esferas imaginárias em que o receptor está situado e utilizando os satélites como pontos de referência. Utilizando as informações de tempo de viagem dos sinais, o receptor calcula a distância até cada satélite. Com base nas distâncias conhecidas aos satélites e nas posições dos satélites no espaço, o receptor determina sua própria posição tridimensional.

Além dos satélites GPS, há estações terrestres que monitoram a precisão do sistema. Elas transmitem correções de erro aos satélites que, por sua vez, os retransmitem aos receptores GPS. Isso ajuda a aprimorar a precisão das leituras de posição. A posição calculada é então exibida no visor do dispositivo, mostrando as coordenadas geográficas (latitude, longitude e altitude) e frequentemente uma representação gráfica do local no mapa.

Outros sistemas similares

Vale ressaltar que além do sistema GPS dos EUA, existem outros sistemas de navegação por satélite, como o Galileo da União Europeia, o GLONASS da Rússia e o BeiDou da China, cada um com suas próprias constelações de satélites e sistemas de operação.