Tecnologia GNSS x GPS: conheça as principais diferenças

O GNSS e o GPS trabalham lado a lado para melhorar a precisão e a eficiência.

O sistema de navegação de hoje tornou-se uma parte essencial da vida de todos. Essas tecnologias são amplamente utilizadas em diferentes indústrias para obter leituras mais precisas.

A moderna tecnologia de navegação não só ajuda a medir distâncias e ângulos de forma ideal, mas também faz uso exclusivo dessas medições em vários setores.

As indústrias de mapeamento e topografia estão entre as primeiras a usar a tecnologia GPS, que é mais precisa, rápida e requer menos recursos humanos.

Controle de solo e drones são usados ​​com frequência por empresas de terraplenagem para orientar os locais de trabalho em direção a maior eficiência e produtividade.

Embora a navegação por satélite tenha sido originalmente usada para aplicações militares, os casos de uso dessas tecnologias tornaram-se maiores nos tempos atuais. Inclui os setores privado e público em vários segmentos de mercado, como construção, ciência e muito mais.

A maioria de vocês pode estar familiarizada com o GPS. Você pode passar um tempo significativo enquanto explora um lugar desconhecido. No entanto, GNSS é um termo menos usado.

Neste artigo, vou familiarizá-lo com o GNSS e explorar as diferenças entre GPS e GNSS. No final, discutiremos o que é mais flexível, confiável e preciso para o seu caso de uso.

Aqui vamos nós!

O que é GNSS?

GNSS significa Global Navigation Satellite System, no qual diferentes países operam muitos satélites. Isso é feito para fornecer sinais do espaço e transmitir dados de tempo e posicionamento para os receptores GNSS localizados na Terra. Os receptores ainda usam esses dados para determinar sua localização precisa.

Os múltiplos satélites que orbitam a Terra são conhecidos como constelações; portanto, GNSS também se refere à constelação de satélites. Pode ser usado em transporte, estações espaciais, ferroviário, trânsito de massa, rodoviário, marítimo, aviação, etc.

Navegação, posicionamento e tempo são essenciais no levantamento de terras, resposta a emergências, mineração, agricultura de precisão, finanças, aplicação da lei, pesquisa científica, telecomunicações e muito mais. O desempenho do GNSS pode ser melhorado usando sistemas regionais de aumento baseados em satélite, como o European Geostationary Navigation Overlay Service (EGNOS).

Exemplos de GNSS: GPS NAVSTAR dos EUA, Galileo da Europa, Sistema de Satélite de Navegação BeiDou da China e Global’naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema (GLONASS) da Rússia.

O EGNOS ajuda a melhorar a confiabilidade e a precisão das informações do GPS, fornecendo dados sobre a integridade dos sinais e corrigindo os erros de medição do sinal. Bem, o desempenho real é avaliado através de quatro critérios principais:

• Precisão: É a diferença entre a velocidade, tempo ou posição medida e a velocidade, tempo ou posição real.
• Continuidade: Significa se um sistema funciona ou não sem qualquer interrupção.
• Integridade: A capacidade de um sistema de oferecer um limite de confiança nos dados de posicionamento e alarme é a integridade neste contexto.
• Disponibilidade: A porcentagem de tempo que um sinal precisa para cumprir os critérios de precisão, continuidade e integridade é “disponibilidade” neste contexto.

A tecnologia GNSS precisa de pelo menos quatro satélites para calcular sua localização por meio de cálculos complicados de trilateração. Atualmente, três segmentos definem satélites no espaço.

Estas são consideradas partes vitais da tecnologia GNSS:

• Segmento espacial: O segmento espacial define as constelações que orbitam entre 20.000 a 37.000 km acima da superfície da Terra.
• Segmento de controle: O segmento de controle é a rede de estações de upload de dados, estações de monitoramento e estações de controle mestre localizadas em todo o mundo.
• Segmento de usuário: O segmento de usuário descreve o equipamento que recebe sinais do satélite e emite uma posição com base na localização orbital dos satélites e na hora.

O que é GPS?

O Sistema de Posicionamento Global (GPS) é um sistema de radionavegação usado no ar, terra e mar para determinar a localização precisa, velocidade, tempo e mais, independentemente das condições climáticas.

O GPS foi desenvolvido pela primeira vez em 1978 como um protótipo pelo Departamento de Defesa dos EUA. Tornou-se completamente operacional em 1993 com uma constelação inteira de 24 satélites.

O GPS é de propriedade do governo dos Estados Unidos e é operado pela Força Espacial dos EUA. Com o GPS, não apenas oficiais militares, mas também usuários comerciais ou civis em todo o mundo estão se beneficiando. Embora os EUA tenham criado e controlado o GPS, ele é acessível a qualquer pessoa com um receptor GPS.

O GPS é um tipo de tecnologia GNSS que fornece dados de tempo e geolocalização ao receptor GPS. Não requer que nenhum usuário transmita os dados, mas opera de forma flexível em qualquer dispositivo com uma boa conexão com a Internet.

Em tecnologia, o avanço de novos conceitos é uma prioridade primária para todos. Assim, as exigências tecnológicas do sistema existente levam à modernização do GPS. Ele implementa o sistema de controle operacional de última geração e os satélites do bloco GPS IIIA.

O GPS compreende três partes – satélites, receptores e estações terrestres. Vamos conhecer as funcionalidades de cada um:

• Satélites: Atua como estrelas nas constelações e envia sinais.
• Estações terrestres: usa o radar para garantir que os satélites estejam na posição que pensamos que estão.
• Receptor: É um dispositivo que você pode encontrar em seu telefone, carro, etc., que invariavelmente busca sinais de satélites. Além disso, determina a que distância você está do local que deseja conhecer.

GNSS vs. GPS: funcionando

Como funciona o GNSS?

O GNSS varia em design e idade, mas a operação é a mesma. O satélite transmite duas ondas na banda L, ou seja, L1 e L2. Essas ondas portadoras transmitem dados do satélite para a Terra.

Os receptores GNSS consistem em duas partes – uma é uma antena e outra é uma unidade de processamento. O princípio de funcionamento de ambas as unidades é simples. A antena recebe sinais dos satélites enquanto a unidade de processamento detecta os sinais. Ele precisa de pelo menos quatro satélites para coletar informações precisas para determinar a posição.

Os satélites GNSS orbitam a Terra a cada 11 horas, 58 minutos e 2 segundos. Cada satélite é capaz de transmitir sinais codificados que contêm um carimbo de tempo estável e detalhes de órbita. Os sinais contêm informações que um receptor precisa para calcular as localizações dos satélites e ajustar adequadamente para um posicionamento preciso.

O receptor calcula a diferença de tempo entre o tempo de recepção do sinal e a transmissão para calcular a distância precisa. Ele fornece resultados na forma de altura, longitude e latitude.

Como funciona o GPS?

O GPS funciona através de uma técnica de trilateração que coleta sinais de satélites para fornecer informações de localização de saída ao usuário. Os satélites que orbitam a Terra enviam sinais para serem lidos e interpretados pelo dispositivo legível por GPS situado próximo ou na superfície da Terra.

O dispositivo GPS deve ler sinais de pelo menos quatro satélites para uma localização precisa. Cada satélite circula a Terra duas vezes por dia e envia um sinal, tempo e parâmetros orbitais únicos.

Como um dispositivo GPS fornece informações sobre a distância do satélite, um único satélite não será capaz de fornecer uma localização precisa.

Assim como as constelações GNSS, o GPS também inclui três segmentos: espaço, controle e usuário.

• Segmento espacial: O segmento espacial consiste em mais de 30 satélites em órbita operados pela Força Espacial dos EUA. Esses satélites podem transmitir sinais de rádio para monitorar e controlar estações na Terra.
• Segmento de controle: O segmento de controle GPS inclui backup, várias estações de monitoramento, antenas terrestres dedicadas e controle mestre em todo o mundo. Isso garante que os satélites GPS estejam funcionando bem e orbitando na posição correta.
• Segmento de usuário: O segmento de usuário refere-se a todos que dependem de satélites GPS para medir posição, navegação e tempo.

GNSS vs GPS: vantagens e limitações

Vantagens do GNSS

Agora, conhecemos o termo GNSS, que abrange três ou mais satélites de diferentes países para fornecer informações corretas e precisas. Aqui estão alguns dos benefícios do GNSS:

• Todos os sistemas de navegação globais estão disponíveis a cada momento. Se um não estiver funcionando devido às condições atmosféricas, outro ajudará da mesma maneira. Assim, o GNSS oferece mais disponibilidade e acesso aos sinais para os receptores.
• Você obterá dados de tempo precisos que são usados ​​para desenvolver uma rede IoT de alta precisão.
• Por ser uma constelação de satélites, melhora a solução de navegação, aprimorando o TTFF, que significa Time to First Fix.
• Economiza dinheiro e tempo ao fornecer precisão de localização ao seu dispositivo.
• Você terá conectividade ininterrupta em todos os locais, como vastas florestas, cavernas, lugares densamente povoados, etc.
• Os receptores GNSS removem automaticamente o satélite com falha da lista de navegação para fornecer a melhor solução.

Limitações do GNSS

A seguir estão algumas limitações do GNSS:

• Sistemas aumentados são necessários toda vez que você usa sistemas GNSS para dar suporte a abordagens de precisão.
• A precisão vertical é superior a 10 metros.
• Os sistemas aumentados são implantados para atender aos requisitos de disponibilidade, precisão, continuidade e integridade.
• Afeta operadores de aeronaves, pilotos, serviços de tráfego aéreo, pessoal regulatório, etc.
• A segurança da navegação depende da precisão das bases de dados.

Vantagens do GPS

• É simples de usar
• Baixo custo
• 100% de cobertura da Terra
• Devido à sua precisão, você pode economizar combustível
• Você pode usar a tecnologia GPS para encontrar hotéis próximos, postos de gasolina, lojas, etc.
• É fácil de integrar em seus dispositivos
• Ele fornece o sistema de rastreamento sólido

Limitações do GPS

• O chip GPS drena toda a bateria do seu dispositivo.
• Não penetra paredes sólidas. Isso significa que os usuários não podem usar a tecnologia em ambientes fechados ou debaixo d’água.
• A precisão depende da qualidade do sinal do satélite.
• A posição varia quando o número de satélites é limitado.
• Durante tempestades geomagnéticas ou outras condições atmosféricas, você não poderá acessar o local.
• O equipamento de levantamento de terra precisa de uma visão clara do céu para receber os sinais.
• Às vezes, a imprecisão pode mostrar outra maneira ou local inválido.

GNSS x GPS: aplicativos

Aplicações do GNSS

A tecnologia GNSS foi desenvolvida pela primeira vez no século 20 para ajudar os militares. Com o tempo, a tecnologia encontra seu caminho para muitas aplicações:

• Durante a fabricação, os automóveis são equipados com GNSS que exibe mapas em movimento, localização, direção, velocidade, restaurantes próximos e muito mais.
• Os sistemas de navegação aérea usam uma exibição de mapa em movimento. Também está conectado ao piloto automático para navegação de rota.
• Navios e barcos usam o GNSS para localizar oceanos, mares e lagos. Também é usado em barcos para equipamentos de autodireção.
• Equipamentos pesados ​​utilizados na construção civil, agricultura de precisão, mineração, etc., utilizam a tecnologia GNSS para guiar as máquinas.
• Os ciclistas usam o GNSS em turnês e corridas.
• Alpinistas, pedestres comuns e caminhantes usam essa tecnologia para saber sua posição.
• A tecnologia GNSS também está disponível para deficientes visuais.
• As naves espaciais usam essa tecnologia como ferramenta de navegação.

Aplicações de GPS

O GPS tem muitas aplicações em todo o mundo. Vamos descobrir alguns deles.

• A indústria da aviação usa o GPS para fornecer aos passageiros e pilotos a posição da aeronave em tempo real.
• As indústrias marítimas fornecem aplicações de navegação precisas para capitães de barcos.
• Os agricultores usam receptores GPS em seus equipamentos agrícolas.
• Agrimensura
• Militares
• Serviços financeiros
• Telecomunicações
• Orientação de veículos pesados
• Atividades sociais
• Localização de posições
• Lugares proximos
• Procurando tesouro
• Viagens individuais

E assim por diante.

GNSS vs GPS: Diferenças

Todos nós conhecemos o GPS como a ferramenta principal que ajuda a encontrar qualquer local, restaurante, endereço e muito mais. Você pode até compartilhar sua localização atual ou ao vivo com outras pessoas. Através do GPS, podemos acessar locais, mas durante qualquer interferência no sinal, você não poderá acessar localização ou informações.

GNSS é um termo com operações semelhantes ao GPS, mas com acesso mais flexível e confiável aos locais mesmo durante interferência. Inclui GPS, Baidu, Galileo, GLONASS e outros sistemas de constelação. É por isso que é conhecido como o Sistema Internacional de Satélites Multi-Constelação. Você pode dizer que o GNSS usa vários satélites GPS de vários países para navegar na localização precisa.

Vamos nos aprofundar nas principais diferenças entre as tecnologias com base em alguns aspectos.

CritériosGNSSGPSOAltitude orbitalCombina a altitude orbital de vários satélites, como 19.100 km para GLONASS e 20.200 para GPS.Os satélites GPS voam muito acima da superfície da Terra a uma altitude de 20.200 km ou 10.900 milhas náuticas com um período de 12 horasPrecisão Dá informações mais precisas. O resultado você obterá com precisão no nível do centímetro ou do milímetro. Ele fornece informações menos precisas, pois pode flutuar devido às condições atmosféricas, bloqueio de sinal, etc. Ele registra sua precisão de 4,9 m a 16 pés. EUA, GLONASS da Rússia, Galileo da Europa e BeiDou da ChinaÉ um tipo de sistema GNSS que foi desenvolvido nos EUA. SatélitesTem 31 satélites de GPS, 24 de GLONASS, 26 de Galileo e 48 de BeiDouTem 21 satélites em orbitPeriodO período de vários sistemas de navegação são:
GLONASS: 11 horas e 16 minutos
Galileu: 14 horas e 5 minutos
BeiDou: 12 horas e 38 minutos
NAVIC: 23 horas e 56 minutosEle voa em órbitas circulares com um período de 12 horas ou duas vezes por diaStatusO status de cada sistema de navegação difere, como GLONASS está operacional, BeiDou possui 22 satélites de operações e mais.O status do GPS é operacional SignalThe o nível de potência do GNSS é de 125 dBm e é diferenciado de acordo com os satélites de vários países. É constante para a intensidade do sinal de 125 dBm.

O GNSS fornece dados mais precisos, pois combina as informações vindas de vários satélites de vários países. Por outro lado, o GPS é o provedor de dados específico controlado e mantido pelo governo dos EUA.

Conclusão

O GPS é um tipo de GNSS que foi o primeiro Sistema Global de Navegação por Satélite. Em geral, o GPS é frequentemente usado para descrever um sistema de navegação por satélite. Ambos são os mesmos em termos de suas operações, mas diferem em seus estilos de trabalho.

O GNSS e o GPS são usados ​​em vários campos onde você precisa de informações precisas e contínuas de tempo e posição disponíveis, como transporte, navegação marítima, comunicações móveis, agricultura, atletismo e muito mais.

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