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Brian Campos Cabral
1 ESCOLA MAGNUS DOMINI GPS: GERANDO INFORMAÇÕES POR SATÉLITES Athina Almeida de Azevedo Júlia Lopes Siqueira da Silva Manuela Dainez Aquotti Murilo Moreschi Lima MARINGÁ 2016
2 1. INTRODUÇÃO O GPS é um aparelho muito utilizado no nosso dia a dia. Entendemos a importância de seu uso e, com este trabalho, gostaríamos de conhecer seu funcionamento e características, como e o porquê foi criado, bem como outras curiosidades. Primeiramente, indicaremos a história do GPS, como e quando ele surgiu e para que serve. Depois, iremos explicar a respeito dos três tipos de componentes que fazem os GPS funcionarem corretamente. Em seguida, iremos tratar da trilateração e, por último, explicar sobre os benefícios que os GPS trazem para a nossa vida. 2. GPS: DEFINIÇÃO O GPS (Global Positioning System Sistema de Posicionamento Global) foi criado para fins militares pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos, órgão que coordena e supervisiona todas as unidades do governo relacionadas à segurança nacional e às forças armadas. Trata-se de uma ferramenta que recebe e envia sinais de informações da superfície terrestre aos satélites que orbitam a Terra, identificando a localização geográfica de algo (objeto, lugar) na superfície terrestre. Com o auxílio de um programa de computador, orienta o usuário a encontrar um endereço, indicando a direção correta, a rota mais rápida, o tempo gasto no trajeto, entre outras informações. A seguir, apresentamos a ilustração de um GPS (Imagem 1). Imagem 1 GPS
3 2.1 Componentes do GPS Para que o GPS funcione corretamente, faz-se necessário o uso de três componentes: espacial, controle e receptor. A seguir, explicitamos cada um deles Espacial É constituído de vinte e sete satélites que se encontram em órbita. Vinte e quatro deles estão ativos e três são reservas, que passam a funcionar ativamente caso ocorra alguma falha com um dos satélites principais. A disposição desses satélites em órbita garante que sempre haja pelo menos quatro deles disponíveis em qualquer lugar do planeta. Assim, sempre que uma pessoa no Brasil e outra no Japão estiverem usando o GPS conseguirão utilizar o aparelho sem problema. A Imagem 2 ilustra essa composição. Imagem 2 O sistema de GPS é composto por 24 satélites que ficam na órbita da Terra Controle O segundo componente é constituído de estações que controlam os satélites. Ao todo, são cinco estações espalhadas pelo globo terrestre. Essas
4 estações terrestres estão espalhadas ao longo da linha do Equador e monitoram as órbitas dos satélites (Imagem 3). Imagem 3 Controle GPS Receptor O receptor GPS é o equipamento de posse do usuário, o qual ele utiliza como guia. A função de um receptor GPS (Imagem 4) é localizar quatro ou mais desses satélites, determinar a distância para cada um e utilizar esta informação para deduzir sua própria posição. Essa operação tem por base um princípio matemático simples chamado trilateração. Imagem 4 Receptor GPS
5 3. TRILATERAÇÃO Os GPS usam o sistema de triangulação para determinar a localização de um receptor em terra. Por exemplo, quando você está meio perdido, e pergunta para alguém Onde estou?, a resposta da pessoa pode ser do tipo Ah, você está a 10 quilômetros da cidade X. Claro que você pode estar a 10 quilômetros em qualquer direção da cidade. Então, é possível traçar um círculo para determinar a possível área em que você se encontra. A seguir, ilustramos o 1º passo da triangulação (Imagem 5). Imagem 5 1º passo da Trilateração O mesmo pode ser feito com outros pontos de referência (no nosso caso, Y e Z) e assim fazer a triangulação dos pontos para determinar exatamente a sua posição. O sistema de GPS funciona da mesma forma. Esse princípio é chamado de trilateração. O segundo e terceiro passos é apresentado na sequência, nas Imagens 6 e 7. Imagem 6 2ª passo da Trilateração
6 Imagem 7 3º passo da Trilateração Além disso, um quarto satélite é necessário para determinar a altitude em que você se encontra. 4. GPS NA ATUALIDADE Atualmente, existem aplicativos ou programas de computador que unem as funções de navegação do GPS e das redes sociais. Por meio deles, além de conhecerem o trajeto que devem seguir para chegar aos seus destinos, os usuários podem trocar informações em tempo real e interagir entre si e com o recurso, atualizando e complementando as informações fornecidas. Esses aplicativos estão presentes em grande parte dos smartphones (Imagem 8), o que tem tornado frequente o uso desses equipamentos. Imagem 8 GPS nos smartphones
7 Apresentamos, a seguir, alguns exemplos de facilidades que o GPS apresenta na modernidade: Com informações fornecidas em tempo real por outros usuários, os motoristas podem evitar os congestionamentos e escolher rotas mais rápidas. Alertas de acidentes, avisos de mudanças de sentido nas vias ou de engarrafamentos no trajeto tornam o tráfego de pessoas e veículos mais seguro e ágil para todos. Além da localização de postos de combustíveis no trajeto do usuário, é possível saber antecipadamente o preço do combustível antes mesmo de chegar ao posto. O aplicativo também permite o compartilhamento do trajeto ou da localização do usuário com seus contatos. Com isso, é possível informar a localização do usuário ou identificar pessoas que percorram trajetos semelhantes, facilitando o encontro com amigos que estejam próximos ou a troca de caronas. Por meio do registro pessoal e dos dados coletados pelo GPS, é possível armazenar dados das movimentações do usuário e, com isso, conhecer diversas informações, como hábitos, comportamentos, tempo de permanência em determinados lugares, entre outros. 5. CONCLUSÃO Com este trabalho, aprendemos sobre vários aspectos interessantes dos GPS, como por exemplo, a maneira que os satélites conseguem saber onde estamos para nos orientar, por meio do GPS, que é pela trilateração. Aprendemos, também, a respeito da história do GPS, os três componentes que precisam para um GPS funcionar, sua utilidade e muito mais. REFERÊNCIAS GARCIA, Valquíria Pires. Convergências: geografia, 6º ano. São Paulo: Edições SM, 2016.
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