LOGO FQA. Unidade 1 de FQA Nível 2. GPS e MCU. Satélites e Movimento Circular Uniforme. Marília Peres e Rosa Pais

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1 LOGO FQA Unidade 1 de FQA Nível 2 GPS e MCU Satélites e Movimento Circular Uniforme Marília Peres e Rosa Pais

2 Índice 1 GPS - Sistema de Posicionamento Global 2 3 Coordenadas e Relógios Satélites Geoestacionários 4 Movimento Circular Uniforme 2

3 GPS GPS Global Positioning Sistem Sistema de Posicionamento Global 3

4 GPS Segmento Espacial Estação de Controlo: Monitoriza a orbita de cada satélite. (As alterações são devidas à atracção gravitacional e à pressão da radiação solar Utilizadores: Recebem sinais de 4 satélites, o que se traduz na informação de: coordenadas de posição; velocidade 4 e cronometragem.

5 GPS Segmento Espacial: Constelação de 24 satélites, que distam cerca de km da superfície terrestre. 6 órbitas diferentes, com 4 satélites em cada órbita 5

6 GPS 6

7 GPS - Método de Triangulação O receptor mede a distância ao satélite 1. O navegante pode estar em qualquer ponto da circunferência. O receptor mede a distância ao satélite 2. O navegante só pode estar nos pontos de intercepção das duas circunferências O receptor mede a distância ao satélite 3. A sua posição só pode estar na intercepção das 3 circunferências Existe um quarto satélite para sincronizar os relógios que estão a bordo dos satélites. 7

8 GPS - Método de Triangulação Fonte: Porto Editora 8

9 GPS O satélite envia um sinal que contém informação sobre a sua posição na órbita e a hora t marcada no seu relógio atómico. O receptor sincroniza o seu sinal 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. Multiplicando o intervalo de tempo pela velocidade do sinal ( 3x10 8 ms -1 ) sabemos qual é a distância entre o receptor e o satélite. d = c x t O GPS utiliza a intersecção de esferas para determinar a posição tridimensional cujas coordenadas são a latitude, a longitude e a altitude. 9

10 Coordenadas Geográficas É o arco do meridiano ou o valor do ângulo ao centro da Terra, expresso em graus, medido entre o equador e o paralelo que passa pelo local. 10

11 Coordenadas Geográficas É o arco do equador ou o valor do ângulo ao centro da Terra, expresso em graus, medido entre o o meridiano que passa pelo local e o meridiano de Greenwich (em Inglaterra). É o comprimento do segmento compreendido entre o nível médio das águas do mar e do local considerado. 11

12 Tempo A posição dos satélites do sistema GPS deve ser conhecida com grande exactidão. Basta que haja um desvio de 10-6 s entre os relógios de dois satélites, para que a posição de um ponto à superfície da Terra seja afectada pela incerteza de 300 m. Utiliza-se um quarto satélite cujo sinal serve para sincronizar os relógios atómicos (altamente precisos) que estão a bordo dos satélites e os cronómetros de quartzo menos precisos dos receptores. Tipos de relógio: - mecânicos (incerteza de 100 ms/dia) - de quartzo (incerteza de 0,1 ms/dia) µ - atómicos (incerteza de 0,1 s/dia) 12

13 Tempo Relógios Mecânicos: Podem resultar do movimento de um pêndulo, do desenrolamento de um mola em espiral ou de outro mecanismo mais complexo. 13

14 Tempo Relógios de Quartzo: Baseiam-se nas oscilações de átomos de silício, que são muito regulares. O cristal de quartzo, quando recebe uma ddp, torna-se num oscilador. Estes relógios são muito sensíveis à temperatura. 14

15 Tempo Relógios Atómicos: Quando um átomo de césio recebe uma radiação (de microondas), este excita-se e ocorre um transição de electrões entre dois níveis energéticos. Posteriormente estes átomos emitem uma radiação com uma frequência característica. É um oscilador de quartzo que reguila o gerador de microondas e que estabiliza com radiação emitida pelo césio, que produz os sinais do relógio atómico. 15

16 GPS - Localizar; - conduzir ao longo de um percurso; - navegar; -mapear; -medir tempos. Recebe os sinais emitidos por quatro satélites e faz o processamento do dados traduzindo-os em: - Coordenadas de posição - Valores de velocidade - Cronometragem do tempo 16

17 Páginas do GARMIN Geko 101: GPS Menu Satellites Map Pointer Waypoint Guarda a localização actual como waypoint Gestão de waypoints Formatação do tempo Unidades Definições Estado Precisão da posição actual Intensidade do sinal dos satélites Waypoints Trajectória (track) Escala Waypointcoordenadas de um local de determinada trajectória Próximo waypoint Distância até ao waypoint Direcção até ao waypoint Velocidade Símbolo Nome (até 6 letras) Altitude Coordenadas 17