Sistemas Globais de Navegação por Satélite (2/2)
Como funciona o GNSS
O objetivo de um GNSS é calcular a localização de um ponto na Terra, bem como sua elevação, em um sistema de coordenadas conhecido. Para identificar a localização de alguém, é necessário um receptor que possa receber os sinais que os satélites estão transmitindo. Os satélites estão orbitando a Terra em uma órbita muito precisa e fixa e sua localização é sempre conhecida. Eles também são equipados com um relógio atômico para garantir que todos os satélites na constelação sejam sincronizados. O satélite transmite continuamente um sinal que contém sua localização e o horário da transmissão. Quando o receptor grava o sinal, ele compara a hora em que o sinal foi transmitido do satélite e a hora em que foi recebido. Como o sinal viaja com a velocidade da luz, sabendo o tempo que o sinal levou para viajar, o receptor pode calcular sua distância do satélite.
Quando um satélite é usado como ponto de referência, todos os locais possíveis a uma distância específica do satélite formam uma esfera. Se um segundo satélite for usado como um ponto de referência adicional, os possíveis locais que possuem essas duas distâncias específicas formarão um círculo.
Fonte: Wikimedia Commons
Quando um terceiro satélite é adicionado, a área comum entre as duas esferas é de apenas dois pontos. Um desses dois pontos não fará sentido (estará no espaço ou no fundo da Terra). Portanto, são necessários no mínimo três satélites para identificar a localização de alguém no planeta. Porém, para obter maior precisão, são necessários no mínimo quatro ou até cinco satélites.
GPS Diferencial (DGPS)
Quando o GPS foi desenvolvido, ele era destinado a aplicações militares. Para impedir que qualquer oposição militar usasse o sistema para guiar mísseis ou tenha conhecimento de sua localização precisa, um erro aleatório foi introduzido no sinal de tempo, que só poderia ser corrigido se o usuário possuísse uma senha.
O GPS Diferencial (DGPS) se baseia numa rede local de receptores, intercomunicados. Um deles fica estacionado em um lugar com localização conhecida. Como os receptores recebem o sinal ao mesmo tempo, o erro introduzido pode ser calculado da posição do receptor fixo. A diferença entre a posição real e a lida é o erro induzido, que é então transmitido aos outros receptore, que o utilizam para corrigir sua posi&cceil;ão.
Fontes de erro em GPS
Como o GPS é o único GNSS totalmente operacional, faremos referência a ele, mas os princípios permanecem os mesmos para qualquer GNSS.
Além do erro artificial mencionado anteriormente, existem outras fontes de erro em uma medição GPS. A recepção de um sinal de GPS exige que os satélites estejam na linha de visão, o que significa que deve haver um caminho desbloqueado entre o usuãrio e o sat&etildelite. Isso faz com que o uso de GPS teja problemas em uma florestas, ou até cidades, na proximidade de edifícios altos que bloqueiam a visão do céu.
O que se conhece como geometria de satélite também é um fator que pode causar erros, mesmo que seja atingido o número mínimo de quatro satélites. Se os quatro satélites não estiverem uniformemente distribuídos no céu visível para nós, um pequeno erro no sinal causará um erro proporcionalmente grande, até na ordem de 100 metros.
Finalmente, a trajetória do sinal pode se desviar da linha reta que une o receptor e o satélite, levando mais tempo para chegar ao receptor. A atmosfera está cheia de partículas, gases e vapor que podem espalhar o sinal. A reflexção do sinal por objetos grandes próximos do receptor, como edifícios altos em uma área urbana, tamém pode prolongar a trajetória. O prolongamento do caminho do sinal causa uma estimativa falsa da distância ao satélite e, por consequência, da posição.
