Como funcionam os receptores GPS – Trilateração vs Triangulação

Receptores GPS usam trilateração

Você já se perguntou como funciona o seu receptor GPS? Eles usam uma técnica chamada trilateração .

Apesar de como os receptores GPS são frequentemente confundidos com triangulação (que mede ângulos ), eles realmente não usam ângulos.

A trilateração envolve a medição de distâncias .

Vamos dar uma olhada nisso com um pouco mais de detalhes.

A trilateração mede a distância, não os ângulos

Como o sistema GPS identifica sua localização usando a trilateração?

Usando um exemplo simples bidimensional, vamos imaginar que temos três satélites GPS, cada um com uma posição conhecida no espaço.

satélites de trilateração gps

Realmente, tudo o que os satélites fazem é transmitir um sinal para o seu receptor GPS pegar com um tempo e distância específicos.

Por exemplo, o primeiro satélite transmite um sinal que eventualmente atinge seu receptor GPS. Não sabemos o ângulo, mas sabemos a distância. É por isso que essa distância forma um círculo igual em todas as direções.

Isso significa que sua posição GPS pode estar em qualquer lugar neste círculo neste raio específico.

transmissão via satélite de trilateração

O que acontece quando o seu GPS recebe um segundo sinal?

Novamente, essa distância é transmitida igualmente em todas as direções até atingir seu receptor GPS. Isso significa que a distância pode estar em qualquer lugar nesse círculo.

Mas desta vez, temos duas distâncias conhecidas de dois satélites. Com dois sinais, a posição precisa pode ser qualquer um dos dois pontos onde os círculos se cruzam .

transmissão via satélite de trilateração

Como temos um terceiro satélite, ele revela sua verdadeira localização onde todos os três círculos se cruzam .

Usando três distâncias, a trilateração pode identificar uma localização precisa. Cada satélite está no centro de uma esfera e onde todos eles se cruzam é ​​a posição do receptor GPS.

À medida que a posição do receptor GPS se move, o raio de cada círculo (distância) também muda.

transmissão via satélite de trilateração

Mas a realidade é que em nosso mundo tridimensional os satélites GPS transmitem sinais como uma esfera.

Cada satélite está no centro de uma esfera.

Onde todas as esferas se cruzam determina a posição do receptor GPS.

trilateração GPS

A triangulação mede ângulos, não distância

Por outro lado, os agrimensores usam a triangulação para medir distâncias desconhecidas. Eles fazem isso estabelecendo um comprimento de linha de base.

triangulação

De cada ponto, os agrimensores medem os ângulos de pontos distantes usando instrumentos como teodolitos. Quando conhecemos os comprimentos e os ângulos, a triangulação determina as distâncias formando triângulos, como mostra o diagrama acima.

Por exemplo, os agrimensores reuniram aproximadamente 26.000 estações do Meade’s Ranch, no Kansas, para criar o Datum Norte-Americano de 1927 (NAD27) . Mas o Sistema de Posicionamento Global usa o World Geodetic Survey (WGS84) para referenciar as posições.

Conclusão

À medida que os satélites GPS transmitem sua localização e hora, a trilateração mede distâncias para identificar sua posição exata na Terra.

Enquanto os topógrafos usam triangulação para medir pontos distantes, o posicionamento GPS não envolve nenhum ângulo.

Através da medição de distâncias, a sua localização GPS precisa pode ser determinada. No entanto, vários fatores, como HDOP, PDOP, GDOP e a atmosfera, podem afetar a  precisão e o erro do GPS .

 

https://gisgeography.com/trilateration-triangulation-gps/ em 10/02/2022

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