Como funciona o GPS ?

Esse eficiente sistema de localização funciona com uma rede de satélites com órbitas previsíveis. Como o aparelhinho receptor, aquele que você carrega aqui na Terra, sabe exatamente onde estão os tais satélites, ele apenas calcula a distância entre você e esses veículos espaciais. O Sistema de Posicionamento Global - GPS, na sigla em inglês - é tão eficiente que virou febre: só em 2003, a venda de receptores movimentou 15 bilhões de dólares. O Departamento de Defesa dos Estados Unidos criou e vem mantendo o sistema desde 1978. A coisa está tão concentrada na mão dos americanos que, se eles quiserem, podem deixar o resto do mundo sem o sinal que os satélites mandam para os receptores. E o tiro não sairia pela culatra: o Exército ianque tem um GPS particular, que funciona com um sinal secreto, só recebido por aparelhos especiais. Essa distinção entre tecnologia civil e militar começou em 1989.

O governo dos Estados Unidos decidiu que o sistema civil receberia um sinal "piorado", com uma margem de erro na localização de cerca de 100 metros, enquanto o militar ficaria com um sinal dez vezes mais preciso. Mas essa história teve um episódio patético. A primeira vez que o GPS entrou em ação num campo de batalha foi na Guerra do Golfo (1990-1991), ajudando a guiar soldados no deserto. O problema é que o Exército americano tinha poucos receptores de GPS do tipo militar e, para equipar suas tropas, precisou comprar milhares de aparelhos civis. Resultado: o Departamento de Defesa liberou o sinal mais preciso a todos os receptores civis para não prejudicar seus soldados.
Após a guerra, porém, voltaram as restrições, que só terminaram em 2000, quando o governo americano, enfim, liberou o sinal preciso para todos. "Os militares já tinham desenvolvido outro GPS exclusivo, o Y-Code. Então não tinha mais por que limitar o GPS civil", diz o cartógrafo Peter Dana, da Universidade do Texas, nos Estados Unidos. Hoje, receptores convencionais têm uma margem de erro de cerca de 10 metros, contra 3 dos Y-Code.

Mergulhe nessa
Na internet:
http://gps.faa.gov/Library/gps-text.htm
http://electronics.howstuffworks.com/gps.htm
www.rand.org/publications/MR/MR614/MR614.appb.pdf

Órbitas entrosadasSatélites trabalham em equipe para fornecer sua localização em qualquer ponto da Terra

1. Para entender o GPS é preciso relembrar as aulas de geometria. Se você for informado de que está a 556 quilômetros de uma cidade A, só esse dado não dá a sua localização precisa, pois você pode estar em qualquer ponto que demarca o círculo 1, no mapa ao lado. É necessário ter a distância em relação a mais dois pontos (cidades B e C) para definir sua posição exata, pois aí sim o trio de círculos se encontra em um só lugar
2. Com o GPS é basicamente a mesma coisa, só que num esquema tridimensional. O aparelho receptor que está com você aqui na Terra calcula a sua distância para algum satélite que integra o sistema GPS. Mas, como vimos no item anterior, só com essa informação ele entende que você pode estar em qualquer ponto que demarca a esfera tridimensional 1
3. O receptor precisa então saber sua distância em relação a pelo menos mais dois satélites. Com as três distâncias, o aparelho imagina três esferas e... bingo: elas se juntam em só dois pontos — no item 1 foi um único ponto, pois demos o exemplo de um mapa bidimensional. Como um desses dois pontos fica sempre no espaço, e não na Terra, ele é descartado. Sobra, então, a sua localização exata no planeta
4. E como o aparelho receptor sabe a distância de cada satélite? Isso funciona assim: em horários específicos, cada satélite do GPS manda um sinal codificado para o receptor na Terra, que está programado para fazer o mesmo sinal sozinho, na exata hora do satélite. De acordo com o intervalo de tempo entre a emissão do seu próprio sinal e a chegada do sinal do espaço, o receptor calcula a distância que está do satélite

Constelação artificialSistema tem 24 veículos de comunicação girando em volta do planeta

O que está por trás do GPS é um conjunto de 24 satélites, que giram em volta da Terra em seis planos orbitais a cerca de 20 200 quilômetros de altitude. Assim, 24 horas por dia, há sempre pelo menos quatro satélites "visíveis" para cada aparelho receptor: três deles ajudam a dar a localização exata e um calibra o relógio do receptor. É que, como o sistema é baseado na sincronia entre aparelho e satélite — e estes últimos carregam relógios atômicos ultraprecisos — eles precisam acertar o relógio simples do receptor o tempo todo.

Fonte/; Revista Mundo Estranho – por Alexandre Versignassi