O que é levantamento trilateral - como os dispositivos GPS usam matemática para determinar a localização

A medição trilateral éSistema de Posicionamento Global (GPS) Uma técnica matemática usada por dispositivos para determinar a localização, velocidade e altitude do usuário. Recebendo e analisando continuamente sinais de rádio de vários satélites GPS e aplicando as formas geométricas de círculos, esferas e triângulos, os dispositivos GPS podem calcular a distância ou alcance preciso de cada satélite rastreado.

navegação no mapa

Princípio de funcionamento da medição trilateral

A medição trilateral é uma versão complexa da triangulação, embora não use a medição do ângulo em seus cálculos. Os dados de um único satélite fornecem a localização aproximada de um ponto dentro de uma grande área circular na superfície da Terra. Adicionar dados do segundo satélite permite que o GPS restrinja a localização específica do ponto a uma área onde as duas áreas de dados de satélite se sobrepõem. Adicionar dados de um terceiro satélite pode fornecer a localização exata do ponto na superfície da Terra.

Todos os dispositivos GPS requerem três satélites para calcular a localização com precisão. Os dados do quarto satélite (até mais de quatro satélites) melhoram ainda mais a precisão da posição do ponto e também permitem o cálculo de fatores como altitude, ou no caso de um avião, altitude. Os receptores GPS geralmente rastreiam de quatro a sete satélites simultaneamente e usam a trilateração para analisar as informações. 

Satélite GPS

existirDepartamento de Defesa dos EUADados de retransmissão de 24 satélites mantidos em todo o mundo. Não importa onde você esteja, seu dispositivo GPS pode manter contato com pelo menos quatro satélites, mesmo em áreas arborizadas ou metrópoles com edifícios altos. Cada satélite orbita a Terra duas vezes por dia, enviando sinais para a Terra regularmente de uma altitude de aproximadamente 12.500 milhas. O satélite funciona com energia solar e tem baterias de reserva.

Quando o GPS falha 

Quando o navegador GPS não consegue rastrear satélites suficientes e recebe dados de satélite insuficientes, a medição trilateral falhará. Obstáculos como grandes edifícios ou montanhas também podem bloquear sinais fracos de satélite e impedir cálculos de posição precisos. O dispositivo GPS lembrará o usuário de alguma forma que não pode fornecer informações de localização corretas.

Os satélites também podem falhar temporariamente. Por exemplo, devido aTroposfera e ionosferaO sinal pode se mover muito devagar. Os sinais também podem emitir sinais de certas formações e estruturas na terra, resultando em erros de medição trilateral. 

Tecnologia e sistemas GPS governamentais

O GPS foi introduzido em 1978 com o lançamento do primeiro satélite de posicionamento global. Somente na década de 1980 ele foi controlado e usado exclusivamente pelo governo dos Estados Unidos. A frota completa de 24 satélites ativos controlados pelos Estados Unidos não foi colocada em uso até 1994.

Os dispositivos GPS não enviarão dados aos satélites. Dispositivos GPS (como smartphones equipados com essa tecnologia) também podem usar sistemas de telefonia (como torres e redes de telefonia celular) e conexões de Internet para melhorar ainda mais a precisão do posicionamento. Ao usar os dois últimos sistemas, o dispositivo GPS pode enviar dados para esses sistemas.

Como o sistema de satélite GPS é propriedade do governo dos Estados Unidos, ele pode negar ou restringir seletivamente o acesso à rede, e outros países também desenvolveram suas próprias redes de satélite GPS. Esses incluem:

  • Sistema de navegação por satélite Beidou da China
  • Sistema Global de Navegação por Satélite da Rússia (GLONASS)
  • Sistema de Posicionamento EU Galileo
  • Sistema Indiano de Navegação por Satélite da Índia (IRNSS), também conhecido como NAVIC
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