Quais dados são enviados dos satélites GPS para os receptores?

Sei mais ou menos como o sistema GPS funciona. Mas eu gostaria de entender isso em mais detalhes. Exatamente quais dados são enviados de um satélite GPS para um receptor GPS?

Eu acho que existem vários tipos de dados, pois quando eu inicio um receptor GPS, leva algum tempo até que se torne útil. Pelo que sei, é porque o receptor aguarda alguns dados que não são recebidos com muita frequência. Acho que o sinal de GPS usado para a posição é enviado com mais frequência, mas não sei.

Existe alguém que possa explicar isso com mais detalhes? Ou tem um link útil?

Existem 3 partes no sinal GPS:

• Um ID de satélite (chamado Pseudo Random Code)
• Dados de almanaque (informações orbitais para todos os satélites)
• Dados de efemérides (as informações orbitais para o único satélite em questão, incluindo as informações muito precisas sobre o relógio necessárias para calcular a distância)

Basicamente, o almanaque permite que o receptor saiba quais satélites procurar. Diz que DEVE estar à vista neste momento, mas obviamente algo pode bloquear a linha de visão. Porém, antes que dados de efemérides sejam recebidos por pelo menos três satélites, uma posição (2D) não pode ser fornecida. Esses dados são transmitidos a cada 30 segundos.

O receptor pode armazenar em cache as informações do almanaque, mas os dados de efemérides não podem ser armazenados em cache por muito tempo (devido ao desvio do relógio, principalmente); portanto, aguardar a recepção de novos dados de efemérides é geralmente o que está causando o tempo de inicialização dos receptores de GPS.

Há também uma marca de tique (não é o termo correto - já faz um tempo) que é enviada no início de todo o segundo para permitir o cálculo de volta ao local real no momento do recebimento do sinal. Consulte a Correção direta de erros aqui para obter uma explicação melhor: http://en.wikipedia.org/wiki/GPS_signals . Nós o usamos na fotografia aérea e descobrimos que geralmente havia um atraso de até 0,4 s para calcular e emitir a localização GPS do dispositivo. Saber quando o tic entrou significava que podíamos trabalhar para trás e atribuir um local um pouco mais preciso à foto.

Para adicionar à resposta de Cumbayah, o código pseudo-aleatório também carrega o carimbo de data / hora que permite ao receptor saber exatamente a que horas o sinal que está recebendo foi transmitido. A triangulação que o receptor faz depende do conhecimento do tempo de viagem dos sinais de rádio de cada satélite. O código pseudo-aleatório é pré-arranjado, para que o receptor o conheça com antecedência e saiba quando uma determinada parte dele se originou do satélite. É tudo diabolicamente inteligente. A página da Wikipedia em http://en.wikipedia.org/wiki/GPS_signals é muito boa.

Cada satélite está enviando tempo exato (atômico) e o receptor GPS calcula, graças a ele, sua posição. Há também alguns dados adicionais, como a posição do satélite (almanaque), que também é necessária para realizar cálculos e algumas coisas menores.

Para aumentar a precisão, os dados podem ser enviados em duas frequências diferentes (L1 disponível para todos e L2 restrito para militares dos EUA).