SISTEMA GPS GPS Sistema de Posicionamento Global Global
SISTEMA GPS
GPS Sistema de Posicionamento Global “Global Positioning System” O QUE É? COMO É CONSTITUÍDO? COMO FUNCIONA? PARA QUE SERVE?
O QUE É O GPS? § O GPS é um sistema de posicionamento por satélite que permite determinar a posição de um receptor, fornecendo com rigor as coordenadas do lugar: altitude, longitude e altitude. § Foi desenvolvido pelas forças armadas norte-americanas, na década de 70, com fins militares. § Este sistema está disponível a qualquer pessoa desde 1995.
COMO É CONSTITUÍDO O SISTEMA GPS? Este sistema divide-se em três partes: ðSegmento Espacial (ou Constelação de Satélites) ðSegmento de Controlo ðSegmento do Utilizador
SEGMENTO ESPACIAL § É formado por 24 satélites artificiais distribuídos por seis órbitas, tendo cada uma quatro satélites. § Cada satélite descreve uma órbita circular em torno da Terra, a cerca de 22 200 km de altitude, dando duas voltas completas por dia (demoram 12 h a efectuar uma volta completa-período). § Transmitem e captam ondas electromagnéticas na banda das microondas. § Cada satélite possui quatro relógios atómicos cuja precisão é 3 ns (3 x 10 -9 s).
SEGMENTO DE CONTROLO § É constituído por cinco estações terrestres dispersas pelo planeta: ðQuatro fazem a observação dos satélites. ðUma é a estação principal de controlo localizada em Colorado Springs, EUA. § Estas estações têm como função: ðControlar a posição, a velocidade dos satélites e o tempo marcado nos seus relógios. ðAnalisar as condições atmosféricas que podem introduzir erros no sistema. ðEfectuar correcções às órbitas e relógios dos satélites através do envio de informação codificada.
SEGMENTO DO UTILIZADOR § O segmento de utilizador é constituído pelos receptores GPS e por quem os utiliza. § Os receptores GPS: - recebem e descodificam os sinais dos satélites; - podem trocar dados com outros receptores e computadores; - permitem a quem navega obter mapas pormenorizados de cidades e endereços úteis, assim como obter a melhor rota até um local desejado ou o armazenamento de coordenadas de posição.
COMO FUNCIONA O SISTEMA GPS? § Um receptor GPS para calcular a sua posição recorre ao MÉTODO DA TRIANGULAÇÃO (ou trilateração): ðLocaliza, no mínimo, três satélites; ðCalcula a distância a que se encontra de cada satélite; ðDeduz a sua própria posição. § O receptor GPS obtém estas informações analisando os sinais emitidos pelos satélites GPS
CÁLCULO DA DIST NCIA A UM SATÉLITE § Os satélites da rede GPS enviam os seus sinais em instantes precisos: à hora t. § O receptor GPS recebe o sinal no instante t + Δt, que coincide com a hora marcada no seu relógio de quartzo. § Como o sinal se desloca à velocidade da luz (c=3, 0 x 108 m s-1, o tempo que decorre entre a emissão e a recepção do sinal permite determinar a distância entre o receptor e o satélite:
MÉTODO DA TRIANGULAÇÃO § Depois de receber o sinal proveniente de A, o receptor em P, a partir do tempo que o sinal demorou de A a P, calcula a distância d. A. § Com a distância d. A, traça-se uma circunferência centrada em A que contém a posição do receptor, mas que poderá ser qualquer ponto pertencente à circunferência.
MÉTODO DA TRIANGULAÇÃO § O sinal que o emissor B emite, e que é captado pelo receptor GPS, permite determinar a distância d. B. § Com a distância d. B, traça -se uma segunda circunferência centrada em B que intercepta em dois pontos a circunferência centrada em A, um dos quais será o ponto P.
MÉTODO DA TRIANGULAÇÃO § O sinal que o emissor C emite, e que é captado pelo receptor GPS, permite determinar a distância d. C. § Com a distância d. C, traça-se uma terceira circunferência centrada em C que intercepta dois pontos da centrada em A, um dos quais é comum à circunferência centrada em B e que representa o ponto P.
MÉTODO DA TRIANGULAÇÃO
MÉTODO DA TRIANGULAÇÃO
MÉTODO DA TRIANGULAÇÃO
MÉTODO DA TRIANGULAÇÃO
SINCRONIZAÇÃO DOS RELÓGIOS § Para um receptor calcular a sua posição, são suficientes os sinais emitidos por três emissores. § Utiliza-se, contudo um quarto satélite de referência, cujo sinal tem como objectivo sincronizar os relógios atómicos que equipam os satélites e os de quartzo que equipam os receptores.
PARA QUE SERVE O SISTEMA GPS? § LOCALIZAR – fornece dados que permitem, com a maior precisão conhecer a localização de qualquer ponto do nosso planeta. § CONDUZIR AO LONGO DE UM PERCURSO – informa sobre a direcção e sentido que o receptor tem de tomar para seguir determinado percurso. § NAVEGAR – fornece informações a barcos e aviões sobre a rota pretendida. § MAPEAR – permite a criação de mapas mais rigorosos. § MEDIR TEMPOS.
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