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Ninguém gosta de se perder. E muito menos quando você estiver a quilômetros de qualquer lugar - no meio da multidão com uma minivan cheia de crianças cansadas e famintas gritando a cada oito segundos “Já chegamos? Quanto mais longe é? Já estamos lá? Eu tenho que ir p ... ”Strike um nervo, eu tenho?

Enfrente isso, há muito tempo você sonha com o dia em que pode (depois de puxar com segurança o ombro e estacionar o veículo) se virar e dizer ... “Na verdade, estamos exatamente a 17 km do nosso destino, com uma hora prevista de chegada em 15 minutos na nossa velocidade atual. Salvo circunstâncias imprevistas, como urinar em seu irmão, estaremos na casa da avó e do avô em breve.

Bem, você pode!

O QUE É GPS?

A moderna tecnologia GPS tem raízes que remontam aos tempos da Guerra Fria. De fato, o Departamento de Defesa dos EUA (D.O.D.) iniciou seu desenvolvimento em 1973 para fins militares, lançando seu primeiro satélite de Sinais de Navegação e Sistema de Posicionamento Global (NAVSTAR GPS) em 1978.

Antes de entrar em operação em 1993, as tropas americanas e aliadas se apoiaram fortemente em tecnologias experimentais de GPS para navegar no vasto deserto árido da Arábia Saudita durante a primeira Guerra do Golfo. E, após mais de duas décadas de pesquisa, desenvolvimento e execução, a constelação de rede GPS NAVSTAR atendeu aos seus requisitos "totalmente operacionais" na primavera de 1995. Ela continua a desempenhar um papel significativo no fornecimento de inteligência militar em tempo real para forças que operam em qualquer lugar no ar, no chão e na água.

O controle mestre recai na 50ª ala espacial da Força Aérea dos EUA, responsável por monitorar e controlar duas dúzias de satélites que aceleram a Terra a mais de 12.550 mph em seis órbitas diferentes a cada 12 horas. A enorme quantidade de dados é transmitida, coletada, filtrada e distribuída 24 horas por cinco estações de monitoramento terrestres e quatro antenas localizadas em todo o mundo.

A principal diretiva para a rede GPS NAVSTAR é fornecer informações de posicionamento, navegação, tempo e velocidade em todo o mundo. Além das inúmeras aplicações de segurança nacional e de defesa internacional, existem muitos usos comerciais e civis para navegação GPS, que vão desde busca e salvamento, levantamento, exploração e cartografia até rastreamento de recursos, sistemas de localização de veículos, por exemplo.

COMO O GPS FUNCIONA

Embora existam inúmeros usos para a tecnologia GPS, os fundamentos são praticamente os mesmos. Antes de entender como tudo funciona, é importante distinguir entre os dois níveis de serviço que o GPS fornece.

O primeiro é um PPS (Precise Positioning Service) codificado destinado ao D.O.D. use e disponível apenas para usuários autorizados. Existe também um Serviço de Posicionamento Padrão (SPS) para uso público em geral, gratuito para todos os usos civis, comerciais e científicos pacíficos, em uma base perpétua em todo o mundo.

A cobertura é global e os dois serviços funcionam 24 horas por dia, 365 dias por ano. A principal diferença é que a precisão do sinal SPS é intencionalmente degradada para proteger os interesses de segurança nacional dos EUA por meio de um processo chamado disponibilidade seletiva que "controla a disponibilidade de todos os recursos do sistema".

Como resultado, o SPS tem precisão de apenas 100 metros na horizontal, 156 metros na vertical e 340 nanossegundos. Ou seja, o SPS tem 95% de precisão, com uma diluição da precisão da posição (PDOP) de seis ou menos, enquanto o serviço PPS tem 99,9% de precisão.

DISPOSITIVOS GPS CIVIS

A rede GPS foi projetada para fornecer informações de posicionamento, navegação, tempo e velocidade para os usuários a qualquer momento, em qualquer lugar.

Para tirar proveito desse auxílio à navegação mundial gratuito, você precisará de um dispositivo com capacidade de receber, decodificar e exibir informações de GPS para que possa ser usado. O único outro pré-requisito para determinar sua localização e outros dados (com precisão) é ter uma visão ampla e desobstruída do céu.

O motivo disso é que os dispositivos GPS precisam obter sinais de pelo menos quatro desses satélites para fornecer uma correção 3D precisa, completa com velocidade média, direção direcional e elevação. Felizmente, a rede GPS NAVSTAR foi projetada para garantir que não haja menos de seis pássaros no céu que possam ser alcançados a qualquer momento, com mais quatro em espera.

Os receptores de GPS recalculam constantemente esses dados para informar exatamente onde você está na Terra em relação à posição dos satélites acima, permitindo rastrear seu paradeiro atual, velocidade de direção e até altitude em tempo real.

O dispositivo GPS compara essa latitude, longitude e outras informações precisas com as coordenadas conhecidas do mapa, que vieram pré-carregadas no próprio dispositivo ou são armazenadas / acessadas através de algum outro tipo de mídia de armazenamento, como CD, DVD ou HDD (unidade de disco rígido).

A maioria dos dispositivos GPS para consumidores se comunica com esses satélites usando um receptor e antena de 12 canais. Uma CPU integrada é necessária para processar e exibir esses dados. A velocidade do processador, a qualidade do receptor e a qualidade do sinal em si têm um impacto no tempo que leva para adquirir uma solução sólida.

Toda vez que você liga um dispositivo GPS, ele passa por um processo chamado inicialização a frio, que pode levar vários minutos para executar as tarefas de inicialização e obter um sinal forte com os satélites. No caso de o sinal ser perdido ou interrompido, normalmente leva apenas alguns segundos para restabelecer uma conexão com os satélites depois disso. Isso pode acontecer quando você dirige por uma cidade com muitos prédios altos, áreas densamente arborizadas e / ou através de um túnel, por exemplo.

Receptores de boa qualidade devem ser capazes de se reconectar quase instantaneamente, enquanto unidades mais fracas podem precisar de mais tempo para recuperar um sinal. Uma visão clara do céu é importante quando se trata de navegação GPS. Dito isto, a localização da antena tem uma grande influência sobre o quão bem ela funciona.

Idealmente, a antena deve estar o mais próximo possível da frente do veículo, com o máximo de céu possível. A maioria dos sistemas de navegação instalados no painel usa uma antena montada no teto ou no teto.

Deve-se considerar a montagem das unidades portáteis para garantir sua eficácia. Os suportes de montagem do tipo ventosa são bastante comuns, mas qualquer tipo de solução de montagem que permita uma visão ampla do céu através do pára-brisa dianteiro é ideal. Algumas unidades podem ter uma antena embutida, enquanto outras podem usar antenas externas que podem precisar de cuidados especiais e / ou instalações adicionais.

Em geral, os usuários devem evitar montar um dispositivo GPS no console central, pois a qualidade do sinal será significativamente menor aqui nas entranhas do interior do que nas janelas.

Acabamos de abordar aqui o básico da navegação por GPS, então vamos aos diferentes tipos de sistemas disponíveis e também veremos alguns dos recursos importantes.