O documento discute a história e os principais sistemas de navegação por satélite global (GNSS), incluindo o GPS americano, GLONASS russo, Galileo europeu e COMPASS chinês. Descreve os três segmentos de cada sistema - espaçial, de controle e usuário - e suas funções. Também lista aplicações como geodésia, cartografia, navegação automotiva e monitoramento de frotas.

1. GNSS
Sistemas Globais de Navegação por Satélite em inglês Global Navigation Satellite
Systems trata-se de um termo para se referir aos sistemas de navegação por satélite.
Historia
O princípio da necessidade de se ter uma posição conhecida, surgiu ainda nos
primórdios da civilização, quando os ‘homens das cavernas’ saiam para caçar e se
perdiam de volta pra casa. Milhares de anos depois, a navegação marítima,
primeiramente costeira e depois oceânica (com o surgimento da agulha magnética), os
desbravadores se localizavam através dos astros e desenvolviam as evoluídas cartas
náuticas da época.
Em 1912 apareceu o equipamento de rádio-navegação e na 2ª Guerra o
desenvolvimento do radar.
Dez anos depois do inicio da ‘Era Espacial’ com o lançamento do satélite soviético
Sputnik I no fim da década de 50 surgiu o do Navy Navigation Satellite System
conhecido como Transit. Sua medida baseava-se no efeito Doppler e o pequeno
número de satélites e a sua baixa orbita impediam que se pudesse obter a posição do
receptor a qualquer momento e por se basear no efeito Doppler, apresentava elevada
imprecisão quando o receptor de movimentava. Finalmente na década de 70 nascia o
primeiro sistema de navegação, o Global Positioning System, conhecido como GPS.
Concebido pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos com a finalidade de
transmitir a posição instantânea e a velocidade de um ponto sobre a superfície
terrestre. O posicionamento, que consiste da determinação da posição de objetos,
parados ou em movimento, na superfície terrestre ou próxima a ela. O princípio básico
de navegação consiste na medida das chamadas pseudodistâncias entre o usuário e
quatro satélites. Este número de satélites permite que se realize posicionamento em
tempo real. Atualmente existem operando 2 GNSS e outros em fase de finalização para
operação – GPS, GLONASS, GALILEO e COMPASS.
GPS
Uma das características mais importantes do GPS é a de permitir que o usuário,
em qualquer lugar da superfície terrestre ou próximo a ela, tenha a sua disposição no
mínimo quatro satélites “visíveis”, ou seja, que possam ser rastreados
simultaneamente pelo mesmo receptor (receptores são os equipamentos que
recebem os sinais dos satélites, exemplos: GPS de carros, de celular, de precisão, e de
navegação – como aquele que levei em sala de aula), permitindo assim a realização do
posicionamento em tempo real.
O sistema GPS é dividido em três segmentos principais

2. - O segmento espacial, constituído pelos satélites que transmitem os
sinais usados no posicionamento GPS;
- O segmento de controle, que é responsável pela manutenção do
sistema;
- O segmento de usuários, contendo todas as aplicações e tipos de
receptores.
Espacial
Composto por 28 satélites artificiais da Terra que emitem sinais eletromagnéticos
utilizados no posicionamento GPS. Cada satélite circunda a Terra a uma altitude de
20.200 Km a um ângulo de 55° em relação ao equador. O sistema proporciona
cobertura global com no mínimo 4 satélites a qualquer lugar do Planeta durante 24
horas.
Controle
Composto por estações terrestres que mantém os satélites em funcionamento e seus
principais objetivos são: rastrear satélites, correções dos relógios, sincronização do
tempo dos satélites e a introdução de mensagens contendo dados que devem ser
emitidos aos receptores.
Usuário
Composto por receptores que captam os sinais enviados pelos satélites e com eles
calcular sua posição, independente da sua finalidade, seja ela navegação, topografia.

3. Sistema GLONASS (Global’naya Navigatsionnay Sputnikovaya)
Foi desenvolvido pela ex-URSS, no início dos anos 70, sendo atualmente mantido pelo
governo Russo. Tem como principal objetivo proporcionar posicionamento, velocidade
e tempo sob qualquer condição climática e em todo o globo. Assim como o GPS atua
com 3 segmentos
Segmento Espacial
Este segmento, atualmente é composto de 24 satélites a uma altitude de 19000 km e
com a inclinação de 64.8º em relação ao Equador.
Segmento de Controle e Monitoramento
O segmento de controle e monitoramento encontra-se totalmente em território Russo.
Ele é composto pelo sistema de controle central e pelas estações de comando e
rastreio. Estas estações rastreiam os satélites GLONASS obtendo informações de
distância e telemetria de cada um e os dados são enviados e processados no sistema
de controle central para a determinação do estado do relógio do satélite e de suas
órbitas.
Segmento do Usuário
O segmento do usuário é composto pelas antenas e receptores que tem como função
determinar posições, velocidades e obter tempo com grande precisão. A maioria dos
fabricantes de equipamentos produz receptores capazes de rastrear simultaneamente
satélites GPS e GLONASS, o que torna possível à integração dos dois sistemas.
Galileo
Galileo futuramente será um sistema de navegação global por satélite próprio da
Europa, que fornecerá um serviço altamente exato, garantido sob o controle civil. Será
interoperável com GPS e GLONASS, oferecendo dupla freqüência como padrão.
Garantirá a disponibilidade do serviço, sobretudo nas circunstâncias mais extremas e
informará aos usuários dentro de segundos uma falha no satélite. Isto será importante
para as aplicações onde a segurança é essencial.
Compass
O sistema COMPASS (também conhecido como Beidou-2, BD2) é um projeto de um
satélite global de desenvolvimento independente do sistema de navegação para a
China. COMPASS será semelhante ao GPS, GLONASS e Galileo.

4. Aplicações
Concebido a mais de 30 anos, o Sistema de Posicionamento Global só se tornou
totalmente operacional na década de 90 quando passaram a funcionar os 24 satélites
previstos e a sua descaracterização militar.
Muitas são as necessidades de se ter um posicionamento conhecido, tais como:
Geodésia que envolve a topografia, cartografia, altimetria, sensoriamento remoto,
geologia. Coleta de dados: planejamento urbano, planejamento rural, agricultura,
traçados de estradas e existe também a navegação, seja ela marítima, aérea
Atualmente o mais difundido é a navegação automobilística. Alguns modelos de
automóveis já vêm de fábrica receptores GPS para orientação nas estradas,
monitoramento de frotas, veículos agrícolas e etc.