Entre as tecnologias desenvolvidas pela NASA que se tornaram parte do nosso cotidiano, está o GPS, tão importante nos dias de hoje. Esse recurso de alta precisão que conhecemos só é possível graças a algoritmos e software desenvolvidos pela agência espacial norte-americana, de acordo com uma publicação recente da própria NASA.
Quem começou a lançar satélites de posicionamento global foi a Força Aérea dos EUA, em 1978, e ela continua a operar e manter a rede até hoje. Mas foi a NASA que, ao longo das décadas, desempenhou um papel crítico na melhoria do sistema. É que os sinais “brutos” de navegação fornecidos pelos satélites não têm tanta precisão assim, então, para contribuir, a agência espacial entrou na história com algoritmos que aprimoram esses sinais. Com isso, o GPS se tornou muito mais importante para a navegação de aviões em todo o mundo, direcionar equipes de emergência e, em breve, guiar carros autônomos.
Os satélites GPS orbitam a Terra a milhares de quilômetros, e isso resulta em atrasos e distorções quando os sinais enviados para cá passam pela atmosfera. Também é possível acontecer alguns erros no posicionamento dos satélites, entre outros contratempos técnicos. Por isso, as posições baseadas em dados brutos do GPS podem apresentar erros de posicionamento de até 10 metros. Já os resultados corrigidos pelo Global Differential GPS da NASA (GDGPS) oferecem precisão em até menos de 10 cm.
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Quando os primeiros satélites GPS foram lançados, o Laboratório de Propulsão a Jato da NASA (JPL) já tinha uma longa experiência trabalhando com sinais de rádio de fontes distantes. Desde a década de 1960, a NASA já usava uma rede de radiotelescópios e técnicas para rastrear sinais de rádio de quasares distantes. Ao medir quanto tempo leva para que os sinais de rádio desses quasares atingirem diferentes telescópios ao redor do mundo, os cientistas da JPL puderam obter uma imagem altamente precisa do tamanho e da forma da Terra.
No início dos anos 1980, o JPL começou a construir uma rede para rastrear os satélites GPS, com estações terrestres que agiam como pontos fixos que ajudavam os cientistas a calibrar as informações de localização fornecidas pelo GPS. Hoje, essa rede inclui mais de 80 receptores em todo o mundo. Outra peça crucial para todo esse sistema foi o software, também criado pelo JPL. Os algoritmos eram capazes de trabalhar com os atrasos dos sinais, corrigir erros, determinar a órbita do GPS e o posicionamento do receptor. O programa, chamado GIPSY-OASIS, rapidamente se tornou um dos softwares mais amplamente licenciados da NASA.
No entanto, ainda não era um sistema em tempo real, e demorava alguns dias para coletar os dados de rastreamento da rede por meio dos modems telefônicos da época. Foi em meados dos anos 1990 que o JPL, com a ajuda da internet, conseguiu fazer com que o GIPSY funcionasse em tempo real, tornando-se capaz de fazer as correções a cada segundo. “À medida que a internet se tornou mais predominante, conseguimos obter a determinação orbital em segundos globalmente”, disse Yoaz Bar-Sever, do JPL, que gerencia o GDGPS. “Isso levou muito da indústria a nós”.
Hoje, o GPS de alta precisão é usado para várias tecnologias que encontramos nos aplicativos dos nossos smartphones, e facilitam a vida de muita gente. Mas a utilidade do sistema vai muito além disso. Entre outros usos, fornece a base para o sistema usado por dezenas de milhares de aviões para navegação e pouso guiado na América do Norte. O GDGPS também ajudou a agricultura automatizada moderna. Hoje, a agricultura de precisão economiza recursos para os agricultores, aumenta a produção e reduz a poluição em todo o mundo.
A equipe do JPL continua trabalhando em atualizações do sistema, em parceria com a Força Aérea e outros patrocinadores. Em 2014, o GIPSY foi substituído pelo RTGx, um software de última geração que deve se tornar o sistema de navegação para operações de GPS da Força Aérea dos EUA. Essas atualizações ajudarão a impulsionar inovações futuras como, por exemplo, oferecer uma precisão sem precedentes para orientar carros autônomos. “A precisão e a confiabilidade exigidas pelo setor são muito difíceis de alcançar”, disse Bar-Sever. “Estamos trabalhando nisso com o apoio dos nossos clientes”.
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Fonte: Canaltech
