Sistema de satélites GPS
Receptores GPS portáteis
GPS significa Global Positioning System. É um sistema de navegação com base em satélites artificiais que emitem sinais rádio com informação sobre uma posição tridimensional, velocidade e tempo numa base de 24 horas. Este sistema criado nos anos 70 é controlado pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos que fornece dois serviços. O SPS, Standard Positioning Service (gratuito), usado pelo público em geral cujo sinal é intencionalmente degradado por razões de segurança interna dos E.U. e o PPS, Precise Positioning Service, codificado e usado primariamente pelo Departamento de Defesa.
O sistema é constituído por 24 satélites (3 deles estão de reserva) em 6 orbitas circulares de 12 horas a cerca de 20.200 Km de altura. Estes satélites estão colocados de tal modo que em qualquer altura e ponto do nosso globo 6 deles estão sempre visíveis. São controlados cinco estações de rastreio e três antenas espalhadas pelo globo que recolhem informação daqueles e transmitem-na para a estação principal situada em Colorado Springs.
A sua cobertura não é total e situa-se em cerca de 93% da área do globo. É nos polos onde ela é mais deficiente.
Vulgarmente conhecidos por GPS's, os receptores captam os sinais emitidos pelos satélites visíveis. Estes dados são processados pelo GPS que os traduz nas três coordenadas posição (latitude, longitude e altitude), velocidade e tempo.
Existem duas categorias de GPS's, os receptores multiplexados e os receptores de canais paralelos. Isto diz respeito à forma de como os sinais são recebidos. Um GPS deve bloquear os sinais pelo menos de três satélites de modo a fazer uma triangulação.
Um receptor multiplexado apenas estabelece contacto com um ou dois satélites tendo que procurar satélites diferentes para obter a informação necessária. Um receptor de canais paralelos bloqueia e fica com os respectivos satélites até completar a triangulação. Esta característica permite obter a informação o mais fiável e actualizada possível.
Hoje em dia o mercado disponibiliza aparelhos, fixos ou portáteis, que permitem, além das chamadas funções básicas, obter rumos verdadeiros, calcular desvios, marcar pontos, traçar rotas ou seja um sem número de opções, e ainda de poderem ser combinados e interligados com outros instrumentos de bordo como sondas, pilotos automáticos, radares, plotter's, etc. A precisão de um GPS, no sistema SPS, era inicialmente da ordem dos 100 metros enquanto que no sistema PPS a precisão da componente horizontal de 20 metros. A partir de 1 de Maio de 2000 o governo norte-americano, proprietário do sistema, deixou de introduzir um erro no sistema SPS, erro propositadamente introduzido no serviço público para segurança do estado norte-americano, e que tornou este sistema mais preciso passando a ser semelhante ao PPS. Este erro foi definitivamente abolido.
O DGPS, um GPS diferencial, recebe informações adicionais de uma estação terrestre próxima e de posição conhecida. Esta estação capta os sinais dos satélites e corrige diversos erros (por ex. devidos aos atrasos da troposfera, condições climatéricas, etc) e envia sinais rádio que são interpretados pelo DGPS aumentando assim a precisão posicional. O preço deste aparelho não justifica o seu uso na navegação de recreio.
Rede DGPS portuguesa (C.Carvoeiro e Sagres)
Precisão do sistemas GPS
| GPS | com DGPS | |||
|---|---|---|---|---|
| Serviço | SPS | PPS | SPS | PPS |
| Horizontal | 20 m. | 20 m. | 1 a 10 m. | 1 mm a 1 cm |
| Vertical | 27,7 | 27,7 m | ||
| Tempo | 100 ns | 100 ns | ||
A vantagem do uso de um GPS é a sua disponibilidade em qualquer condição meteorológica e simplicidade do seu uso. Basta carregar apenas num botão e ... teremos quase instantaneamente as coordenadas de posição! Atenção que o sistema pode por vezes não estar totalmente disponível se as entidades que o controlam assim o decidirem. Esta situação já tem momentaneamente acontecido e com certeza que não deixará de voltar a repetir-se.
Aspecto importante a considerar é que, ou por falta de pilhas ou simples avaria do GPS, devemos sempre estar aptos a ter uma alternativa de cálculo da nossa posição, que ainda será o velho sextante.
Actualmente existem dois sistemas similares, um controlado pela Rússia, o GLONASS, e outro a ser ainda desenvolvido pelos europeus, o GALILEU. O princípio é o mesmo, mas pretende-se que o controlo seja efectuado por entidades civis para que não se esteja dependente por políticas militares, caso do GPS. O sistema europeu difere também noutro aspecto, que é a permissão de responder a sinais, por exemplo, de balizas de emergência, de modo a que náufragos tenham conhecimento que um pedido de socorro foi captado.