- Global Positioning System - - Sistema de Posicionamento Global -

Transcrição

1 - Global Positioning System - - Sistema de Posicionamento Global -

2 É um sistema de navegação com base em satélites artificiais que emitem, em intervalos de 1 ms, sinais rádio, diferente de satélite para satélite, com informação sobre uma posição tridimensional, velocidade e tempo numa base de 24 horas. Este sistema foi criado nos anos 70 é controlado pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos. Fornece dois serviços: SPS, Standard Positioning Service (gratuito), usado pelo público em geral. PPS, Precise Positioning Service, codificado e usado primariamente pelo Departamento de Defesa.

3 O sistema é constituído por 24 satélites (3 deles estão de reserva) em 6 orbitas circulares de 12 horas a cerca de Km de altura. Estes satélites estão colocados de tal modo que em qualquer altura e ponto do nosso globo 6 deles estão sempre visíveis. São controlados a partir de cinco estações de rastreio e três antenas espalhadas pelo globo que recolhem informação dos satélites e transmitem-na para a estação principal situada em Colorado Springs. A sua cobertura não é total e situa-se em cerca de 93% da área do globo. É nos pólos onde ela é mais deficiente.

4 Vulgarmente conhecidos por GPS's, os receptores captam os sinais emitidos pelos satélites visíveis. Estes dados são processados pelo GPS que os traduz nas três coordenadas posição (latitude, longitude e altitude), velocidade e tempo. Um GPS deve bloquear os sinais pelo menos de três satélites, situados no seu horizonte, de modo a fazer uma triangulação.

5 Como é que os receptores usam os sinais para calcular a sua posição? Um receptor, para calcular a sua posição, precisa de saber quanto dista de cada satélite. Triangulação Este método de localização requer uma grande sincronização temporal entre o receptor e os satélites. O receptor sincroniza o seu sinal interno com o que é emitido por cada satélite. Determina o intervalo de tempo ( t) entre o instante em que recebeu o sinal e o instante em que ele foi enviado pelo satélite.

6 Basta multiplicar o intervalo de tempo pelo valor da velocidade do sinal ( km/s) para saber qual é a distância o receptor e o satélite. d c t É necessário calcular, pelo menos, a distância a três satélites para determinar a posição de um receptor. Isto significa que o receptor pode obter a própria posição se souber quanto dista de três pontos do Espaço.

7 Obtém a posição por meio da triangulação, cujo método é: O receptor mede a distancia ao satélite 1. O navegante pode estar em qualquer ponto da circunferência centrada no satélite.

8 O receptor mede a distância ao satélite 2. Agora as circunferências centradas nos satélites 1 e 2 interceptamse em dois pontos. A posição do navegante pode ser um desses pontos.

9 O receptor mede a distância ao satélite 3. O navegante sabe que a sua posição está na intersecção das circunferências centradas nos três satélites. Nota: Na realidade são necessários quatro satélites e não três, o quarto mede o tempo, uma vez que os sinais percorrem distâncias diferentes e torna-se necessário sincronizar os satélites.

10 Aplicações do GPS: Localizar permitir localizar, independentemente do tempo Navegar fornecer informações a barcos, aviões acerca rota pretendida Mapear criação de mapas Conduzir ao longo de um percurso Medir tempos

11 Actualmente existem dois sistemas similares, um controlado pela Rússia, o GLONASS, e outro a ser ainda desenvolvido pelos europeus, o GALILEU, que estará operacional em O princípio é o mesmo, mas pretende-se que o controlo seja efectuado por entidades civis para que não se esteja dependente de políticas militares(gps). O sistema europeu difere também noutro aspecto, que é a permissão de responder a sinais, por exemplo, de emergência, de modo a que náufragos tenham conhecimento que um pedido de socorro foi captado.

12 Fontes de erro: ERROS DEPENDENTES DOS SATÉLITES Relógios dos satélites, efemérides e acesso selectivo. ERROS DEPENDENTES DA ANTENA-RECEPTOR Relógios dos receptores, multi-trajecto, variação do centro de fase da antena e ruído do receptor. ERROS DEPENDENTES DO MEIO DE PROPAGAÇÃO Atrasos ionosféricos e troposféricos.

13 Latitude Longitude Altitude

14 Latitude É definida em relação ao equador (latitude 0º) e exprime-se pelo ângulo que o paralelo que passa no lugar faz com o equador.

15 Longitude É definida em relação ao meridiano que passa pelo observatório de Greenwich, situado em Inglaterra (longitude 0º) e exprime-se pelo ângulo entre o meridiano de lugar e o meridiano de referência, medido sobre o paralelo.

16 Altitude É a altura, na vertical, medida em unidades de comprimento, em relação ao nível médio das águas do mar.