História do GPS ou sistema de posicionamento global

Você sabia que o GPS é composto por 24 satélites? Neste artigo vamos mostrar-lhe a história do gps, bem como a sua evolução desde a sua criação até à atualidade.

Histórico do GPS

O GPS, Sistema de Posicionamento Global, que tem o nome original Navstar GPS: É um método que busca localizar exatamente a localização na Terra de qualquer pessoa ou carro.

Este sistema foi criado pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos. Atualmente pertence à Força Espacial dos Estados Unidos. Para atingir a posição desejada, o navegador emprega o uso de quatro ou mais satélites, além da trilateração.

Para seu funcionamento, o GPS precisa de pelo menos 24 satélites aproximadamente à sua disposição em órbita acima da Terra, a uma altitude de cerca de 20000 quilômetros. Ele distribui suas órbitas de tal forma que pode ter à sua disposição quatro satélites identificados em toda a Terra.

Na década de 1960, o sistema OMEGA, conhecido como Sistema de Navegação Terrestre, baseado em sinais de algumas estações terrestres, conseguiu ocupar o primeiro lugar no sistema mundial de radionavegação. No entanto, como esses sistemas apresentavam certas restrições, viram a necessidade de buscar uma resposta maior na navegação que fosse mais precisa, iniciando assim a história do GPS.

As Forças Armadas dos Estados Unidos fizeram uso desses avanços de navegação na história do gps, utilizando satélites que permitiam visualizar posições exatas e pontuais.

O sistema utilizado precisava atender a determinadas disposições para ser executado. Ter globalidade; neste caso o globo tinha que ser completamente englobado, ser persistente e seu trabalho tinha que ser contínuo, sem ser perturbado ou limitado pelo estado atmosférico. Além de ser enérgico para permitir que seja preciso.

Em 1964, um novo sistema chamado Transit estava em andamento e, em 1967, foi usado pelos militares para uso comercial.

Este sistema foi estruturado por seis satélites de órbita polar baixa, com 1074 km de altitude. Eles permitiram que a cobertura mundial fosse alcançada, mas não persistente. Sua possibilidade de localização não era constante, o acesso aos satélites se dava aproximadamente a cada duas horas. Para calcular sua posição, ele precisava ser monitorado a cada 15 minutos para evitar que perdesse seu alcance.

A Marinha dos Estados Unidos, em 1967, avançou com um satélite chamado Timation, que mostrou a assertiva possibilidade de colocar relógios exatos no espaço que forneceriam dados consistentes, avanço que andava de mãos dadas com o GPS.

Em 1973, os programas com os quais a Marinha e a Força Aérea dos Estados Unidos trabalhavam foram unidos e foi lançado o chamado Programa de Tecnologia de Navegação, que significa Programa de Tecnologia de Navegação.

De 1978 a 1985 eles revelaram e tiveram oito satélites de experimentos Navstar. Depois deles, surgiram novas gerações, até chegar à constelação que hoje é conhecida como capacidade operacional inicial, nome dado em dezembro de 1993, com capacidade total e útil até o ano de 1995.

Em 2009, os Estados Unidos desenvolveram um serviço que permitiu estabelecer a posição e ajudar a ICAO, que não se recusou a aceitar a oferta. Assim, pouco a pouco se formou a história do GPS.

Características e formas que foram desenvolvidas na história do GPS

• Possui 24 satélites de constelação representando entre 4 e 6 órbitas.
• Tem uma altitude de 20200 km.
• Seu período é entre 12 horas siderais.
• Tem uma inclinação de cerca de 55°.
• Fornece uma vida favorável de 8 anos.
• Sua cobertura é mundial.
• O espaço do usuário não tem limites.
• Dentro do seu sistema de coordenadas trabalha com 8000.

sinal no histórico do gps

Na história do gps, descobrimos que ele envia continuamente uma mensagem de navegação a aproximadamente 50 bits por segundo em sua estrutura de transferência de microondas de 1600 MHz. Para rádio FM ele é enviado entre 86 e 109 MHz e para wi-fi funciona com aproximadamente 5000 MHz e 2500 MHz, por si só os satélites como um todo enviam 1600 MHz para o sinal L1 e 1228 para o sinal L2.

Este sinal gps fornece a hora, a hora que corresponde a cada semana, usando um relógio atômico que está dentro do satélite, também mostra o número de cada semana e desenha uma referência que permite descobrir se o satélite tem alguma falha.

Suas transmissões são de 30 segundos com 1500 bits de dados disponíveis. Os números de dados são estabelecidos por rastreamento pseudo-aleatório de alta velocidade que caracteriza cada satélite.

Sua transmissão é cronometrada, começa e termina ao mesmo tempo, conforme indicado pelo relógio dentro do satélite. Em um primeiro momento, o receptor da informação é informado da ligação existente entre o relógio do satélite e a hora indicada pelo GPS e, em um segundo momento, envia a informação ao emissor da órbita exata do satélite.

maneira de evolução do sistema gps

• Um novo sinal para uso civil é adicionado em L1.
• Da mesma forma, um novo sinal civil é adicionado ao L5 com aproximadamente 1177 MHz.
• Além disso, estabelece-se uma forma de atendimento aos novos sinais dos serviços de Segurança para a Vida.
• Fornece melhor distribuição de sinal.
• Melhora a intensidade do sinal.
• Um aumento é feito nas caixas de monitoramento, elas sobem para 12.
• Acesse a inter-relação com o continuum L1 do Galileo.
• Conheça as linhas de clientes, sejam militares ou civis no uso de gps.
• Determina as solicitações de gps III de acordo com as formas de operação.
• Facilita as permissões necessárias na transformação futura para atender às solicitações que os usuários estão dispostos a fazer até 2030.

Este sistema alcançou um grande avanço que permitiu estabelecer ativamente uma localização no escopo dos dados, o que permite ao cliente determinar o movimento exato do conhecido Mobile Mapping.

Com este método utiliza-se a cartografia 3D, através de um scanner que possui um laser, são feitas medições a partir de câmeras, sensores, sistemas gnss, permitindo identificar com precisão, de mãos dadas com suas três tecnologias de localização: IMU, GNSS e Odômetro, quem eles alcançar um alcance de sinal, mesmo naqueles lugares onde não é bom.

como funciona o gps

A história do gps mostrou grandes avanços, dentro deles suas funções foram atualizadas, dentre elas vale destacar:

• Dentro de suas funções, o GPS marca um padrão chamado efemérides, razão pela qual cada um envia as suas individualmente, em que se estabelece a vida útil do satélite. como está no espaço, seu tempo, seu conteúdo doppler, entre outros.
• Os satélites separados mostram que o encarregado de receber a informação está localizado em um espaço específico na superfície da esfera, seu norte é o mesmo satélite e seu rádio é a distância exata do receptor.
• Uma vez recebida a informação emitida por dois dos satélites, pode-se estabelecer um contorno que é o resultado das duas esferas em algum espaço específico, no qual o receptor está localizado.
• Quando a informação do satélite número três é recebida, a falha que impede que os relógios se relacionem entre si e os beneficiários do GPS desaparece, conseguindo uma posição 3D precisa.

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Confiabilidade das informações emitidas por um GPS

Como o GPS tem uma linha militar, nos Estados Unidos, o Departamento de Defesa mantém a probabilidade de assumir uma pequena ao acaso, que poderia ser modificada entre 15 e 100 m. No entanto, atualmente este erro direcionado não é utilizado, as informações exatas e precisas enviadas pelo GPS estão relacionadas ao número de satélites que podem ser observados em um determinado momento.

Se as informações recebidas estiverem entre sete e nove satélites e forem inconsistentes, suas medições estão abaixo, podem estar entre 2 metros em 95% das vezes, se ao contrário for usado o sistema GDPS, a precisão de sua medição é muito melhor, pois representa 97% das circunstâncias.

A confiabilidade dos dados fornecidos por um gps depende de sua forma de posição, para medir com precisão e precisão a localização dos receptores.

Como podemos ver, são muitos os avanços que ocorrem na história do GPS.

Origem do erro de GPS em seu histórico 

As informações que um GPS mede no momento, a localização do satélite e o atraso no sinal recebido. Sua precisão se deve à precisão da posição e ao atraso do sinal.

Ao detectar o atraso, a pessoa encarregada de receber a informação relaciona um número de bits enviados pelo satélite com uma interpretação pessoal. Quando os termos da série estão relacionados, os componentes eletrônicos estabelecem uma desigualdade de 1% em um bit time; portanto, os sinais emitidos pelo gps se estendem à velocidade da luz, o que estabelece uma falha de aproximadamente três metros, sendo considerada uma falha muito pequena quando se utiliza o sinal gps.

A precisão pode ser melhorada usando um sinal P(Y), apresentando o mesmo resultado, que representa 1% das vezes, o sinal P(Y), em alta performance, mostra uma conclusão precisa de cerca de 30 centímetros.

A precisão das medições do GPS é influenciada pelas falhas que surgem da eletrônica. Essas formas de medição podem ser aprimoradas com o uso de softwares e métodos utilizados em tempo real.

Se você quer saber sobre a evolução do GPS, convido você a assistir ao seguinte conteúdo audiovisual.

Dentro da margem de erro na história do GPS, podemos considerar:

• Atraso na emissão de sinal na ionosfera e troposfera.
• Sinais que são compartilhados ao mesmo tempo em prédios e montanhas e são retornados.
• Falhas nas órbitas, onde as informações das mesmas não são exatas.
• Número de satélites observáveis.
• Desigualdade na localização dos satélites que podem ser visualizados.
• Erros nos relógios internos do GPS.

Elementos que intervêm nos erros dos dados emitidos.

Os elementos envolvidos nos erros ocorridos na história do GPS estão relacionados a:

Erros de satélite únicos no histórico do GPS

• Erros nas órbitas: São necessários elementos adequados para conduzir as órbitas, pois os satélites não possuem uma linha direta com a órbita kleperiana, o que é considerado normal, isso tem como consequência que o processo é interrompido por desconhecimento a energia que influencia cada satélite.
• Falhas no relógio interno: Está relacionada à alteração no tempo dos relógios internos que são causados ​​pela perda dos osciladores e aqueles que são causados ​​pelo movimento de efeitos relativos, o que traz como consequência uma grande diferença entre os hora estabelecida e o satélite.
• Erros de posição: É a falta de segurança que surge da localização como uma inferência da falta de precisão da posição e dos satélites escolhidos.

Erros nas formas de transmissão na história do gps

• Falhas no reforço ionosférico: Está relacionado à frequência do GPS, o erro no seu reforço aparece de 50 metros a 1 metro, a força ionosférica depende da regularidade e do efeito aproximado de cada medição que é feita.
• Falhas no reforço troposférico: Esses erros marcam uma margem entre 2 e 25 metros, isso é separado da regularidade da medição. No entanto, esse erro pode ser corrigido usando outros modelos troposféricos.
• Multipath: Desta forma, permite que o sinal chegue usando duas fontes diferentes, embora isso possa fazer com que o sinal seja interrompido. Nota-se o uso do Multipath na medição de superfícies, para subestimar sua forma, pode-se utilizar uma antena que trabalhe com os sinais que recebe de diferentes ambientes.

Erros diretamente relacionados à recepção de informações no histórico do GPS

• Ruídos: O ruído está relacionado com a quantidade de informação e o tempo necessário para obtê-la com precisão, isso deve ser seguido para obter as medições com precisão.
• Centros de Informação de Antenas: Caso seja encontrado um erro conhecido no papel da antena na medição, os pontos são cancelados, quando as medições são precisas, as antenas são alinhadas na mesma direção para obter os resultados desejados.

Incorporação de GPS para telefones celulares

Atualmente, o uso de gps em telefones adquiriu um grande boom, foi introduzido em smartphones, sendo muito útil na solicitação de um endereço, o uso de gps deu origem a um método de software para diferentes tipos e modelos, bem como os diferentes tipos de negócios que exigem o uso de telefones celulares.

Dá-nos a possibilidade de conhecer os locais onde os amigos e familiares se encontram através de um mapa, bastando apenas ter a plataforma necessária.

Incorporação de GPS em relógios

O avanço da tecnologia hoje permitiu dar lugar aos smartwatches com GPS incluído, eles podem ser usados ​​com smartphones se nos referirmos, por exemplo, a relógios esportivos ou pulseiras que não possuem telas.

Assim como os smartphones, isso nos permite saber a localização das pessoas que queremos, basta ter o aplicativo e a plataforma necessários.

A Teoria da Relatividade e GPS

Em satélites gps, os relógios precisam estar relacionados com as localizações no solo, então a teoria da relatividade geral e especial deve ser considerada, os efeitos que eles proporcionam são: tempo, mudanças de frequência e excentricidade.

Por outro lado, em termos de tempo a velocidade do satélite oscila entre 1 parte em 10, essa expansão faz com que o relógio do satélite seja aproximadamente 5 partes em 10 mais rápido.

Em relação à relatividade espacial e geral, partindo da teoria da relatividade, por estar em constante movimento e a altura que representa, afeta a velocidade dos relógios, a relatividade geral afirma que um relógio mais próximo do que se quer medir será muito mais lento que um que está mais longe, se relacionarmos diretamente com o gps, o que você quer obter a informação está mais próximo da terra do que dos satélites.

O uso do gps tornou-se agora uma grande ferramenta, tanto para relacionamentos quanto para trabalho, por isso é necessário saber como funciona desde suas origens para conhecer seu alcance e tirar o máximo proveito dele.