GPS é a sigla para Global Positioning System: sistema de posicionamento global. Ele funciona a partir de uma rede de 24 satélites na órbita próxima da Terra. Os satélites trocam sinais com o seu dispositivo e, a partir disso, são capazes de dizer onde você está na superfície da Terra. Não apenas isso, mas a sua velocidade, sentido da sua rota, altitude em relação ao mar e estimativas sobre tempo e velocidades médias para você concluir seu percurso.

GPS  (Foto: Divulgação)GPS (Foto: Divulgação)

Tecnicamente, satélites de GPS são grandes relógios no espaço. Há diversos satélites na órbita que triangulam a sua posição. No interior dos satélites, há relógios atômicos de grande precisão (atrasam 1 segundo a cada 100.000 anos) que registram a hora em que um sinal é emitido para a Terra e conferem a diferença de tempo que o sinal emitido em resposta pelo seu dispositivo leva para chegar. É este tempo, monitorado por vários satélites, que permite com que o sistema aponte com precisão de metros o ponto exato onde você está na Terra.

GPS e Einstein:

Há um detalhe interessante: os relógios do GPS são provas da Teoria da Relatividade de Einstein. Por estarem afastados do centro da Terra, e portanto sofrerem menos influência da gravidade, o tempo passa mais rápido para os relógios do satélites do que para os relógios dos dispositivos GPS na Terra. A diferença se dá porque a Terra com a sua massa deforma o espaço-tempo ao seu redor. Além disso, eles se movem a 14 mil km/h, e isso faz com que o tempo para eles passe mais devagar: a diferença entre essas duas faces da relatividade é que, por dia, os dias dos satélites passam 39 milionésimos de segundo mais devagar.

É uma questão de frações ridiculamente pequenas de segundo, mas que em termos de geolocalização podem fazer grande diferença, especialmente se você se move rapidamente. Não fosse Einstein, e o GPS teria precisam de quilômetros, e não metros – ficariam 11 quilômetros mais imprecisos por dia. Esta diferença, lógico, é calculada para que não interfira nos resultados.

Como funciona a triangulação?

Três satélites são necessários para apontar a sua posição – e mais um para a altitude em relação ao nível do mar. Vamos supor que você está em São Paulo, no Vale do Anhangabaú. Existem três satélites que estão no horizonte visível. Um deles em trânsito sobre o sul do Brasil, outro no Atlântico e um terceiro sobre o nordeste. Cada um deles se comunicará com seu receptor, mapeando os tempos de reposta. Os tempos anotados em cada satélite dão a sua posição exata.

Triangulação GPS (Foto: Divulgação)

No nosso exemplo, o satélite do sul nos diz que você está a 700 quilômetros. O satélite no Atlântico calcula a distância em relação a você em 1500 quilômetros e o satélite que está no nordeste calcula 800 quilômetros. Há apenas um ponto no espaço de onde estas três distâncias podem surgir para encontrar cada um dos satélites, e é neste ponto que você estará.

No nosso exemplo, o satélite do sul nos diz que você está a 700 quilômetros. O satélite no Atlântico calcula a distância em relação a você em 1500 quilômetros e o satélite que está no nordeste calcula 800 quilômetros. Há apenas um ponto no espaço de onde estas três distâncias podem surgir para encontrar cada um dos satélites, e é neste ponto que você estará.

Curiofísica (Foto: Reprodução)
Mapas e dados

Mas na tela de seu dispositivo aparece um mapa. Os dados do sistema de mapeamento são independentes do sistema de GPS que orbita sobre nossas cabeças. Estes mapas são desenvolvidos por empresas e são apenas uma camada de dados onde você pode se localizar com facilidade. Por exemplo, se você estiver numa ilha no litoral do Brasil, dificilmente seu GPS no celular terá informações e na tela a informação mostrará você no mar. Sem os mapas gráficos, você não teria informações sobre as ruas, estradas e locais. Apenas saberia que está a tantos graus de longitude e latitude, o que é bastante vago no uso urbano do sistema.

No vídeo abaixo (em inglês), a NASA explica o sistema para você:

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