Você já parou pra pensar em como um GPS funciona? Bem, se você ainda não pesquisou sobre o assunto, este post abordará um pouco sobre o que é este dispositivo, que está presente em nosso dia a dia.
Essa série de artigos será divida em três partes. A primeira parte abordará os conceitos básicos. A segunda abordará como se interpreta os dados obtidos do GPS. E por fim será criada uma aplicação Web que indica no mapa onde você está.
GNSS
Global Navigation Satellite Systems (GNSS) é o termo genérico mais comum para sistemas de navegação por satélite que fornece cobertura global de posicionamento em espaço 3D. Atualmente existem dois sistemas GNSS em operação: o Global Positioning System (GPS) e o Globalnaya Navigazionnaya Sputnikovaya Sistema (GLONASS). Além de mais dois em fase de implantação.
GPS
O GPS é um sistema de navegação global desenvolvido pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos da América. O seu intuito inicial era ser o principal sistema de navegação das forças armadas americanas. A concepção do sistema GPS permite que um usuário, em qualquer local da superfície terrestre, ou próxima a ela, tenha à sua disposição, no mínimo, quatro satélites para serem rastreados.
O GPS funciona utilizando o processo de trilateração, comumente chamado de triangulação. O processo de trilateração determina a posição de um objeto medindo a distância entre outros objetos que já se sabe a posição, no caso, pontos de referência. Este processo permite calcular a posição dos objetos em espaço 2D e 3D.
Formato NMEA
A US National Marine Electronics Association (NMEA) propôs em 1983 o formato NMEA 0183, originalmente definido como interface dos dispositivos eletrônicos marítimos, acabou se tornando o padrão industrial dos receptores GNSS. Uma sentença NMEA, consiste em uma cadeia de caracteres no formato ASCII 8-bit e contém no máximo 82 caracteres.
Toda sentença inicia com $. Os próximos dois caracteres indicam o talker e os próximos três indicam o tipo da sentença. Os talkers mais comuns são GP, indicando GPS, e GL, indicando GLONASS. Os demais campos são separados por vírgula seguidos de um asterisco e um checksum opcional na maioria das mensagens. Por fim a mensagem termina com carriage return (CR) e line feed.
Abaixo é possível observar a sentença GGA, responsável por conter informação de localização e precisão.
$GPGGA,123519,4807.038,N,01131.000,E,1,08,0.9,545.4,M,46.9,M,,*47
Para entender melhor, vamos explicar o que é cada parte:
| Parte | Descrição |
|---|---|
| GP | Talker (GPS) |
| GGA | Nome da sentença |
| 123519 | Hora da Fix (12:35:19 UTC) |
| 4807.038,N | Latitude 48 deg 07.038’ N |
| 01131.000,E | Longitude 11 deg 31.000’ E |
| 1 | Qualidade da Fix |
| 08 | Número de satélites visíveis |
| 0.9 | Posição horizontal |
| 545.4,M | Altitude, em metros, acima do nível do mar |
| 46.9,M | Nível médio do mar |
| (vazio) | Tempo em segundos desde a última atualização do DGPS |
| (vazio) | DGPS ID |
| *47 | Checksum |
Bem, por hoje é só pessoal. No próximo artigo irei abordar como implementamos um decodificador do formato NMEA em Python.
Este artigo é uma adaptação da monografia BUSTRACKER: Sistema de rastreamento para transporte coletivo de Alexandre Vicenzi e o texto na íntegra pode ser encontrado aqui.