Como funciona o GPS da aviação?

Segredos de satélites

Quando a União Soviética lançou o Sputnik em 1957, cientistas americanos descobriram que podiam localizar sua posição monitorando as mudanças na freqüência de rádio enquanto se moviam. Os militares perceberam que os submarinos também podiam rastrear sinais de satélite para se orientarem depois de meses submersos. Em 1973, o exército surgiu com um sistema de navegação alternativo, o mesmo Sistema de Posicionamento Global atualmente em uso. Cada unidade GPS recebe transmissões via satélite digital que utiliza para determinar sua localização, com base na distância dos satélites.

Triangulação

As transmissões por satélite incluem a posição do satélite e a hora exata da transmissão. O tempo que leva para chegar ao seu GPS mostra a que distância o avião está dos satélites. Para garantir a precisão do relógio, cada satélite GPS carrega quatro relógios atômicos. Saber a localização do tempo e a fonte de três sinais de satélite dá à sua unidade informações suficientes para triangular a localização do seu avião, mas somente se o seu GPS tiver um relógio atômico de precisão comparável. Adicionar um sinal de um quarto satélite permite que a unidade trabalhe com um relógio comum.

Relógios atômicos

A chave para a precisão do GPS é a tremenda precisão dos relógios atômicos. A tecnologia dos relógios atômicos coloca os átomos em um campo oscilante, fazendo com que o campo ressoe em uma frequência que corresponda à ressonância magnética dos átomos. Usando a ressonância como base para o movimento do relógio, em vez de um cristal de quartzo ou um conjunto de engrenagens, os relógios alcançam uma precisão sem precedentes. Os cientistas desenvolveram várias tecnologias para relógios atômicos, mas a maioria dos relógios GPS funciona com átomos de césio.

Erros

Embora as Forças Armadas não degradem mais os sinais de GPS para civis, ela se reserva o direito de fazê-lo a qualquer momento. Mesmo sem esse fator, os sinais de GPS às vezes sofrem pequenos erros devido a sinais que saltam de obstruções ou atrasam a atmosfera. Em 2003, o governo lançou o Wide Area Augmentation System (WAAS) para fornecer maior precisão ao GPS da aviação. As informações adicionadas pelos satélites WAAS e estações terrestres tornam as unidades de GPS da aviação com precisão de 1 a 2 metros na horizontal e de 2 a 3 metros na vertical.