Como o GPS realmente funciona

Já vivemos no futuro. Temos dispositivos portáteis que usam satélites para localizar nossas localizações precisas em quase qualquer lugar do planeta. Mas você já se perguntou como funciona o GPS?

Os dispositivos GPS não entram em contato com os satélites e transmitem informações a eles. Eles só recebem dados de satélites – dados que são sempre transmitidos. No entanto, o GPS não é a única maneira de os dispositivos determinarem sua localização.

Crédito da imagem: NASA

Dos satélites para a palma da sua mão

O sistema de posicionamento global foi originalmente criado pelos Estados Unidos para uso militar, mas acabou sendo aberto ao uso civil. Pelo menos 24 satélites GPS estão sempre em órbita ao redor da Terra e transmitem dados constantemente.

Os satélites são organizados em órbita de forma que quatro satélites sejam visíveis no céu de qualquer ponto da Terra. (Você não pode realmente vê-los, mas há um caminho direto para as transmissões de rádio.) Isso significa que o GPS não funcionará se os sinais estiverem sendo bloqueados – você vai querer um caminho direto entre você e o céu. Em um bunker subterrâneo ou em uma caverna sob uma montanha, não funcionará.

Os satélites GPS estão constantemente transmitindo sinais de rádio para a Terra. Cada transmissão inclui a localização do satélite GPS e a hora em que o sinal foi enviado. Cada satélite tem um relógio atômico a bordo, então o tempo é muito preciso.

Crédito da imagem: Cliff no Flickr

Como o GPS determina sua localização

Um dispositivo com GPS integrado – seja uma unidade de navegação GPS para automóvel ou um smartphone – funciona apenas como um receptor GPS. Um dispositivo com GPS não está realmente “contatando” os satélites para determinar sua localização. Em vez disso, está apenas ouvindo os sinais de rádio que estão sendo transmitidos por esses satélites o tempo todo.

Um receptor GPS “escuta” sinais de quatro ou mais satélites. Os sinais dos satélites mais próximos chegarão mais cedo, enquanto os sinais dos satélites mais distantes chegarão mais tarde. (A diferença de tempo real é muito pequena, mas pode ser detectada pelo receptor GPS.) Ao comparar a hora em que o sinal foi transmitido e a hora em que o sinal chegou, o receptor pode estimar sua distância relativa de todos os quatro satélites. Usando a trilateração, o receptor pode então determinar sua localização.

A trilateração pode parecer um pouco complicada, mas na verdade é bastante simples. Imagine se alguém dissesse que você está a 500 milhas de Nova York, 800 milhas de Miami e 700 milhas de Kansas City. Com essas informações, você pode determinar uma região que está à distância correta de todas essas cidades e estimar sua localização atual. Se disséssemos a você sua distância de uma quarta cidade, você poderia estimar sua localização com ainda mais precisão. Isso é trilateração em poucas palavras, e é o que os receptores GPS fazem sempre que você os usa.

Crédito da imagem: Alpha no Flickr

Alternativas ao GPS

O GPS não é a única maneira de os dispositivos estimarem sua localização atual. O serviço 911 usa informações de força da torre de celular para triangular a posição dos telefones celulares. Isso funciona de maneira semelhante – medindo as diferenças de intensidade do sinal entre várias torres de celular, seu dispositivo pode estimar sua localização atual.

Alguns dispositivos também podem usar um sistema de posicionamento baseado em Wi-Fi (WPS) para determinar sua localização atual. Os caminhões do Google Street View circulam, capturando os nomes dos pontos de acesso próximos e seus pontos fortes em determinados locais. O smartphone procura redes sem fio próximas e, em seguida, envia uma lista de seus nomes e intensidades de sinal para os servidores do Google. O Google usa seu banco de dados e estima onde você está. (O Google não é o único provedor de dados de sistema de posicionamento baseado em Wi-Fi, mas é aquele com o qual a maioria das pessoas está familiarizada.) Isso pode ser particularmente conveniente em locais internos que os sinais de GPS não podem alcançar.

O sistema GPS também não é a única rede de satélites que pode ser usada para posicionamento. A Rússia tem seu próprio sistema GLONASS e a China tem BDS. A Europa também está trabalhando em sua própria alternativa ao GPS, conhecida como Galileo. O GPS pode ser desligado ou restringido em tempos de guerra ou conflito, então as nações querem que seus próprios satélites sejam autossuficientes.

Crédito da imagem: Richard Smith no Flickr

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O GPS por si só não é uma preocupação com a privacidade – por exemplo, se você tiver uma unidade GPS antiga para o seu carro, provavelmente não será capaz de transmitir sua localização. No entanto, o GPS pode ser uma preocupação com a privacidade quando combinado com a tecnologia de transmissão. Dispositivos de rastreamento GPS não usam apenas receptores GPS – eles armazenam os dados GPS para recuperação posterior ou transmitem os dados GPS.