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GPS e sua origem: saiba mais sobre essa tecnologia

Essa sigla é tão comum hoje em dia que a gente praticamente não pára para pensar no que significa GPS, não é mesmo?

Até pouco tempo atrás (20 anos, por aí), não era muito comum ver colado no vidro dos carros um aparelho mostrando o mapa. A evolução dessa tecnologia passou por diversas etapas até chegar no que conhecemos hoje: smartphones e uma infinidade de aplicativos que mostram rotas, trânsito e acidentes em real-time. E é sobre a evolução do GPS que vamos falar no post de hoje.

Antes de qualquer coisa, o que significa GPS?

Global Positioning System ou Sistema de Posicionamento Global.

Um ponto muito importante: GPS é o nome do sistema utilizado pelos Estados Unidos. Porém, há outros sistemas, como o Glonass (Rússia), Compass (China) e Galileo (União Europeia), sendo os dois últimos ainda em fase de implementação. Todos eles são sistemas de posicionamento global, que utilizam tecnologias e ferramentas semelhantes. No post de hoje, vamos focar no sistema mais consolidado e conhecido, o GPS Navstar, desenvolvido pelos Estados Unidos.

500px Photo ID: 173715369 - GPS

Como surgiu?

Na década de 70, após alguns testes feitos para localizar submarinos utilizando satélites e o “efeito Doppler”, o Departamento de Defesa dos Estados Unidos lançou, em 1978, um sistema robusto e estável de navegação, o NAVSTAR (Navigation System with Timing and Ranging). O sistema completo, com 24 satélites, entrou completamente em operação em 1993.

O custo dessa operação girou em torno de 10 bilhões de dólares. Sim. 10 B-I-L-H-Õ-E-S de dólares.

Inicialmente, o objetivo principal ao desenvolver o GPS era ter uma garantia precisa da entrega de armas e também oferecer um sistema único e eficiente que evitasse qualquer proliferação de diversos sistemas de navegação dentro do Exército americano.

Quando foi desenvolvido, era restrito para uso militar. Um desses usos, por exemplo, era monitorar explosões nucleares que iam contra tratados relativos às armas atômicas.

CURIOSIDADE: atualmente, todos os satélites que fazem parte da constelação do GPS são capazes de detectar explosões nucleares e constituem uma importante ferramenta no monitoramento dos Estados Unidos para o Tratado de Não-Proliferação Nuclear (NPT), assinado em 1968.

Um outro uso, um pouco mais conhecido, são os mísseis de última geração, como o Tomahawk, que utiliza o GPS como uma das formas de orientação espacial.

Até o final do século XX, o serviço de GPS para qualquer uso, exceto militar, sofria uma limitação de acurácia, chamada Selective Availability (SA) / Disponibilidade Seletiva. Em Maio de 2000, o então presidente dos Estados Unidos, Bill Clinton, assinou a descontinuidade do projeto, aumentando a acurácia para uso civil e comercial de 100 m para 20 m, sendo que em diversos casos poderia ser até menor que isso. Apesar dos Estados Unidos alegarem que não planejam restringir o uso do GPS nunca mais, é sabido que em tempos de guerra essa ferramenta é uma das mais preciosas e poderá ser desativada para uso público.
GPS Hoje em dia, o GPS é um sistema multi-uso de radionavegação baseado no espaço, de propriedade do governo norte-americano e operado somente pelas Forças Aéreas dos Estados Unidos. Entre as diversas aplicações, podemos destacar a defesa e segurança nacional, uso comercial, civil e científico, além dos mais comuns no dia-a-dia, como: mapas e rotas para viagens, calcular tempo e velocidade de ciclistas e corredores, guia para balonistas e pescadores, e até mesmo no uso profissional de guardas florestais, geólogos, arqueólogos e bombeiros.

Como funciona?

O sistema é dividido em 3 partes: espacial, controladora e utilizadora.

  • Espacial: constelação de 24 satélites norte-americanos distribuídos em 6 planos orbitais, que circulam a 20.200 km de altura e circundam a Terra a cada 12 horas
  • Controladora: estações terrestres que monitoram e mantém os satélites
  • Utilizadora: receptores que recebem o sinal do satélite do GPS e calculam a posição e hora exata

Ou seja, satélites controlados por estações terrestres enviam sinais com diversas informações, incluindo coordenadas geográficas, para receptores que também são conhecidos por “GPS” pela maioria das pessoas.

Evolução do GPS

Desde os primeiros testes com os submarinos até receber comunicação geolocalizada em real-time no smartphone foi um longo caminho. Muitos investimentos e melhorias em tecnologia do sistema e de hardwares altamente inovadores fizeram parte dessa evolução. Hoje em dia é difícil imaginarmos um aparelho celular sem o sistema de GPS ou até mesmo sair de casa sem ter o mapa e rota previamente traçada.

Como o GPS sabe minha localização exata?

Tanto os satélites quanto os receptores possuem um relógio atômico interno, que marcam a hora com precisão de nanosegundos. Quando o sinal é emitido, é enviado também o horário. A distância entre eles é calculada de acordo com o tempo que o sinal demorou para chegar no receptor, que deve estar no campo de visão de pelo menos três satélites (quatro ou mais oferecem uma maior precisão). Através da trilateração desses satélites, a localização exata é calculada. 

GPS Flow

E quais benefícios pode trazer o GPS no uso civil?

Além dos benefícios que comentamos acima, o GPS está sendo utilizado cada vez mais em áreas diversas, como o mobile marketing, comunicação, publicidade e business inteligence. Nesses casos, as empresas utilizam dados de localização para estudar seu mercado consumidor, mapas de calor, fluxo, contagem de visitas, entre vários outros itens.

Um dos pontos fortes no mercado hoje é a utilização desses dados de geolocalização para estudar detalhadamente o comportamento consumidor. Algumas empresas, como a Flowsense, oferecem serviços de inteligência de mercado que garantem melhorias na comunicação das marcas com seus consumidores através da análise de perfil, tendo como base o histórico de locais visitados. Os dados de localização, nesse caso, são coletados a partir dos smartphones, que hoje em dia são alguns dos principais aparelhos receptores de sinais de GPS no mundo.

Para saber mais sobre as soluções baseadas em geolocalização, entre em contato.[:en]This acronym is so common nowadays that we practically don’t stop to think about what GPS means, right?

Until recently (thereabout 20 years), it was not very common to see an instrument glued to the glass of the cars showing the map. The evolution of this technology has gone through several stages until arriving at what we know today: smartphones and a infinitude of apps that show routes, traffic and accidents in real-time. And it’s about the GPS evolution that we’re going to talk about in today’s post.

First of all, what does GPS mean?

Global Positioning System.

One very important point: GPS is the name of the system used by the United States. However, there are other systems, such as Glonass (Russia), Compass (China) and Galileo (European Union), the latter two being still in the implementation phase. All of them are global positioning systems, which use similar technologies and tools. In today’s post, we will focus on the most consolidated and well-known system, the Navstar GPS, developed by the United States.

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Origin

In the 1970s, after a few tests to locate submarines using satellites and the “Doppler effect”, the United States Department of Defense launched NAVSTAR (Navigation System with Timing and Ranging), a robust and stable navigation system in 1978. The complete system, with 24 satellites, became fully operational in 1993.

The cost of this operation was around $ 10 billion. Yes. 10 B-I-L-L-I-O-N dollars.

Initially, the primary goal in developing GPS was to have an accurate gun delivery guarantee and also to provide a single, efficient system that would prevent any proliferation of various navigation systems within the US Army.

When it was developed, it was restricted for military use. One of these uses, for example, was to monitor nuclear explosions that would go against agreements on atomic weapons.

CURIOSITY: Currently, all satellites that are part of the GPS constellation are capable of detecting nuclear explosions and are an important tool in monitoring the United States for the Treaty on the Non-Proliferation of Nuclear Weapons (NPT), signed in 1968.

Another use, a little better known, is the next-generation missiles, such as Tomahawk, which uses GPS as one of the ways of spatial orientation.

By the end of the 20th century, the GPS service for any use, except military, was subject to a limitation of accuracy, called Selective Availability (SA). In May 2000, then-President Bill Clinton signed the discontinuation of the project, increasing the accuracy for civil and commercial use from 100 m to 20 m, and in many cases it could be even lower than that. Although the United States claims that they do not plan to restrict GPS use ever again, it is well known that in wartime this tool is one of the most precious and can be turned off for public use.

GPS

Nowadays, GPS is a space-based multi-use radionavigation system, owned by the US government and operated only by the United States Air Forces. Among the various applications, we can highlight national defense and security, commercial, civil and scientific use, as well as the most common in everyday life, such as: maps and routes for travel, calculating time and speed of cyclists and runners, balloonists and fishermen, and even in the professional use of rangers, geologists, archaeologists and firefighters.

How it works?

The system is divided into 3 parts: spatial, controller and user.

Space: constellation of 24 North American satellites distributed in 6 orbital planes, that circulate to 20.200 km of height and surround the Earth every 12 hours
Controller: ground stations that monitor and maintain satellites
User: receivers receiving GPS satellite signal and calculate exact location and time
That is, satellites controlled by terrestrial stations send signals with diverse information, including geographic coordinates, to receivers that are also known as “GPS” by most people.

Evolution of GPS

From the first tests with the submarines until receiving real-time geolocation-based communication on the smartphone went a long way. Many investments and improvements in system technology and highly innovative hardware have been part of this evolution. Nowadays it is difficult to imagine a cellular device without the GPS system or even leave the house without having the map and route previously drawn.

GPS Flow

How does GPS know my exact location?

Both satellites and receivers have an internal atomic clock, which sets the time to nanosecond precision. When the signal is sent, the time is also sent. The distance between them is calculated according to the time the signal took to reach the receiver, which must be in the field of view of at least three satellites (four or more provide more accurate

contato.[:]