Por que o GPS do celular erra a localização entre prédios, em túneis e dentro de casa
O ponto azul pula para o outro lado da rua, gira em círculos ou fica parado no túnel. Como o celular calcula a posição com satélites, Wi-Fi e antenas, por que prédios altos confundem o sinal e o que dá para fazer para melhorar.
Você está parado na calçada, e o mapa insiste que você está no meio do quarteirão ao lado. Ou o carro sai do túnel e o app acha que você pegou a saída errada. Ou, dentro de casa, o círculo azul fica enorme e cobre três ruas. O GPS do celular é impressionante na maior parte do tempo, mas tem pontos fracos bem conhecidos.
Este artigo explica como o celular descobre onde está, por que isso fica difícil em certos lugares e o que você pode fazer quando a localização não ajuda.
Como o celular calcula a posição
O GPS é um sistema de satélites dos Estados Unidos. Hoje, os celulares usam também outros sistemas parecidos: o GLONASS, da Rússia, o Galileo, da União Europeia, e o BeiDou, da China. O nome genérico para todos eles é GNSS, sigla em inglês para sistemas globais de navegação por satélite.
Cada satélite transmite continuamente um sinal com a hora exata de envio e a própria posição. O celular recebe esses sinais e calcula quanto tempo cada um levou para chegar. Como o sinal viaja na velocidade da luz, o tempo vira distância. Com a distância até pelo menos quatro satélites, o celular calcula a própria posição na superfície da Terra e acerta o próprio relógio.
A precisão depende de detalhes minúsculos. Um erro de um milionésimo de segundo no tempo corresponde a cerca de 300 metros de erro na distância. Por isso, qualquer coisa que atrase ou desvie o sinal atrapalha a posição.
Uma curiosidade: o relógio dos satélites e a relatividade
Como a posição depende de medir tempos minúsculos, os satélites carregam relógios atômicos extremamente precisos. E aqui entra uma das curiosidades mais citadas da física no dia a dia.
Pela teoria da relatividade de Einstein, o tempo não passa igual para todos. Os satélites se movem muito rápido em relação a nós, o que faz o relógio deles atrasar um pouco. Ao mesmo tempo, estão longe da Terra, onde a gravidade é mais fraca, o que faz o relógio adiantar. Somando os dois efeitos, os relógios dos satélites do GPS andam um pouco mais rápido que os relógios na superfície, cerca de 38 microssegundos por dia, segundo as descrições técnicas mais divulgadas do sistema.
Parece pouco, mas, como cada microssegundo corresponde a centenas de metros no cálculo da distância, ignorar esse efeito faria o erro de posição crescer vários quilômetros por dia. Por isso, o sistema já foi projetado com essa correção. É um dos exemplos mais concretos de que a relatividade não é só teoria: sem ela, o mapa do celular não funcionaria.
Por que prédios altos confundem
Entre prédios altos, o celular enxerga uma faixa estreita do céu. Poucos satélites ficam visíveis diretamente, e muitos sinais chegam depois de refletir nas paredes de vidro e concreto. Esse efeito é chamado de multicaminho.
O sinal refletido percorre um caminho mais longo, então parece vir de um satélite mais distante do que ele está. O celular calcula a posição com uma distância errada, e o ponto azul se desloca, às vezes para o outro lado da rua, às vezes para dentro de um prédio.
Nos chamados cânions urbanos, como avenidas estreitas de centros de grandes cidades, esse erro pode ser de dezenas de metros.
Por que o túnel apaga o sinal
Os sinais de satélite são fracos e não atravessam concreto e terra. Dentro de um túnel, o celular simplesmente para de recebê-los. Os apps de navegação disfarçam isso estimando a sua posição com base na última velocidade conhecida, como se você continuasse em frente no mesmo ritmo.
Se você acelera, freia ou pega uma saída no meio do túnel, a estimativa erra. Ao sair, o celular precisa de alguns segundos para receber os satélites de novo e corrigir. Nesse intervalo, o app pode anunciar uma rota errada.
Dentro de casa: Wi-Fi e antenas ajudam
Dentro de casa, os satélites ficam praticamente inacessíveis. Mesmo assim, o celular costuma mostrar uma posição aproximada. É que ele usa outras fontes:
Redes Wi-Fi próximas. Serviços de localização mantêm bases com a posição aproximada de redes Wi-Fi. Vendo quais redes estão por perto e com que intensidade, o celular estima onde está.
Antenas de celular. A torre à qual o celular está conectado, e a força do sinal de outras torres, dão uma posição grosseira.
Sensores internos. O acelerômetro, o giroscópio e o magnetômetro ajudam a estimar para onde você andou desde a última posição boa.
Por isso, dentro de casa, o círculo azul fica grande: ele indica a incerteza da estimativa. Quanto maior o círculo, menos o celular tem certeza.
A primeira localização demora mais
Quando o celular fica muito tempo sem usar o GPS, ou depois de uma viagem de avião, ele não sabe quais satélites estão no céu naquele momento. Descobrir isso só pelos satélites leva tempo.
Com internet, o celular baixa essas informações de um servidor e encontra a posição muito mais rápido. Esse recurso é chamado de GPS assistido, ou A-GPS. Por isso, abrir o mapa com internet antes de entrar numa área sem sinal ajuda. Há mais sobre isso em como usar mapas offline no celular.
Celulares com duas frequências
Alguns celulares mais recentes recebem os sinais de satélite em duas frequências diferentes, como L1 e L5. A segunda frequência ajuda a identificar e descartar sinais refletidos, o que melhora a precisão em cidades. A ficha técnica do aparelho costuma indicar se ele tem GPS de dupla frequência.
Ver os satélites com o próprio celular
Apps de teste de GPS mostram quantos satélites o celular está recebendo, de quais sistemas e com que intensidade de sinal. São úteis para entender por que a localização está ruim num lugar específico.
GPSTest
O GPSTest é um app de código aberto que mostra os satélites visíveis, o sistema de cada um e a qualidade do sinal. O cartão mostra que é gratuito, sem anúncios e sem compras no app.
GPS Test
O GPS Test, da Chartcross, mostra informações parecidas com um visual de radar do céu, além de velocidade, altitude e precisão estimada. O cartão indica compras no app, sem anúncios.
Um teste interessante: abra um desses apps dentro de casa, depois perto da janela e depois ao ar livre. A quantidade de satélites com sinal forte muda bastante, e a precisão estimada acompanha.
O que fazer quando a localização está ruim
| Situação | O que ajuda |
|---|---|
| Entre prédios altos | Ir para um cruzamento ou área mais aberta e esperar alguns segundos |
| Saída de túnel | Seguir a sinalização até o app recuperar a posição |
| Dentro de casa | Ativar o Wi-Fi, mesmo sem conectar, para ajudar a localização |
| Primeira localização lenta | Abrir o mapa com internet antes de sair |
| Seta apontando para o lado errado | Calibrar a bússola com o movimento em forma de oito |
| Posição pulando | Verificar se o modo de economia de bateria não está limitando a localização |
As opções de localização do Android incluem uma configuração de precisão aprimorada, que usa Wi-Fi e redes móveis para ajudar. Nas configurações do celular, procure por localização. Os nomes variam entre fabricantes.
Perguntas frequentes
O GPS usa dados móveis?
O sinal de satélite não usa dados. O que usa dados é baixar o mapa, o trânsito e a ajuda do A-GPS.
Qual a precisão do GPS do celular?
Ao ar livre, com céu aberto, costuma ser de poucos metros. Em cidades com prédios altos e dentro de construções, piora bastante. O próprio mapa mostra a incerteza pelo tamanho do círculo azul.
Uma capa pode atrapalhar o GPS?
Capas comuns de plástico ou silicone não costumam atrapalhar. Capas com partes metálicas ou ímãs podem interferir na bússola, e em casos extremos no sinal.