GPS

U.E 5.0 -NAVEGAÇÃO SATÉLITE, DOPPLER, INERCIAL, U.E 5.0 -NAVEGAÇÃO SATÉLITE, DOPPLER, INERCIAL, SISTEMA DE SOCORRO E SALVAMENTO E CARTA SISTEMA DE SOCORRO E SALVAMENTO E CARTA

ELETRÔNICAELETRÔNICA

OBJETIVOS

• Identificar e descrever as características do Sistema de Posicionamento Global (GPS) e o DGPS;

• Identificar os Sistemas de Navegação Doppler e Inercial;

• Descrever o Sistema Marítimo Global de Socorro e Salvamento (GMDSS) e a estrutura SAR do Brasil; e

• Descrever o Sistema Eletrônico de navegação.

NAVSTAR Global Positioning System

(GPS)

NAVSTAR Global Positioning System

(GPS)

U.E 5.0 -AULA 5.1 - GPSU.E 5.0 -AULA 5.1 - GPSOBJETIVOSOBJETIVOS

• Identificar o Sistema de Posicionamento Global (GPS) e sua variante Diferencial (DGPS)

• Descrever as características do Sistema GPS e sua correção através do sinal diferencial (DGPS).

Referências: LT, Vol III, págs 1369-1383

AULA 5.1SUMÁRIO

A) VANTAGENS DO GPS B) COMPONENTES DO SISTEMA C) PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTOD) FONTES DE ERROE) UTILIZAÇÃOF) DGPS

VANTAGENS DO GPS•Extremamente preciso.

•Cobertura mundial por 24hs.

•Sistema Passivo.

•Qualquer condição de tempo.

•Sistema estável (órbita elevada)

• segmento espacial (satélites), • segmento de controle (para monitoramento e controle) e

• segmento do usuário (receptores GPS e equipamentos associados).Proporciona dados de posicionamento tridimensional (latitude, longitude e altitude), rumo, velocidade e tempo (hora), com alta precisão.

COMPONENTE S DO SISTEMA GPS

Segmento Espacial (Satélites):

• 24 satélites orbitando a 12500 MN (6 planos orbitais).

• 6 a 10 satélites sempre acima do horizonte,

Segmento de Controle (cont.)

AS ATUALIZAÇÕES SÃO TRANSMITIDAS AOS

SATÉLITES VIA 4 ANTENAS EM TERRA:

COMPONENTE S DO SISTEMA GPS

Master Control Station

Monitor StationGround Antenna

ColoradoSprings

Hawaii AscensionIslands

DiegoGarcia

Kwajalein

Monitoramento e Controle

SEGMENTO DE CONTROLE

(5) Estações demonitoramento

(4) Estações de

atualização

ESTAÇÃO DE CONTROLE MESTRA E DE BACKUP:

• Controla os satélites

• operações do sistema

ESTAÇÕES DE MONITORAMENTOMonitoram a navegação e

Coletam dados de posição

dos satélites

ANTENAS EM TERRA Transmitem as

efemérides para os satélites

SEGMENTO DE CONTROLE

(1) Estação decontrole

3-SEGMENTO DO USUÁRIO3-SEGMENTO DO USUÁRIO

receptores GPS e equipamentos associados DET com precisão a distância para vários satélites e computam a posição e a hora exata da medição; e

referência - WGS -84.

COMPONENTES DO SISTEMA GPS

QUALQUER PESSOA COM UM RECEPTOR CIVIL OU MILITAR PERTENCE A ESTE SEGMENTO

SEGMENTO DO USUÁRIO

PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO

- triangulação à semelhança da NAV Astronômica (cada satélite seria uma estrela).

- medições de distância do receptor até cada satélite.

D = v X t

Satelite 1

Se nós sabemos a localização de um satélite, nós poderemos calcular o lugar geométrico (esfera) cujo

centro será a localização deste satélite

As estrelas vermelhas representam qualquer lugar onde podemos estar

TRIANGULAÇÃO

Satelite 1

Ao acrescentarmos um segundo satélite (segunda esfera), nós poderemos chegar perto da posição, que seria a interseção das esferas. Qual estrela é a correta?

Satelite 2

TRIANGULAÇÃO

Satelite 1 Satelite 2

Satelite 3

Três satélites - posição em duas dimensões (LAT/LONG + tempo correto), porém não fornece a altitude. Será necessário um quarto satélite....

A estrela verde posição correta

TRIANGULAÇÃO

FONTES DE ERRO DO SISTEMA

1. Perturbações ionosféricas

2. Pequenos desvios dos

relógios atômicos

3. Erros nos receptores

4. Geometria dos satélites em

relação aos receptores

5. Ruídos

RUÍDOS

Radar

Equipamentos rádio de bordo

Qualidade do receptor

Utilizações do GPS nas Marinhas

1. Navegação Oceânica e Costeira

2. Minagem e Varredura

3. Missões diversas em qualquer tempo (QT)

4. Operações Navais

5. Busca e Salvamento

Utilizações do GPS nas Marinhas

6. Guerra A/S

7. Guiagem de mísseis (Ex: Tomahawk)

8. Hidrografia, estudos ambientais

9. Aquisição de alvos e destruição

E) Utilizações Civis do GPS1. Ônibus Espacial

2. Navegação Aérea

3. Navegação Terrestre

4. Navegação Marítima

5. Monitoramento de veículos

6. Dragagem

7. Geodésia / Topografia / Hidrografia

- DISPONIBILIDADE SELETIVA (NO MOMENTO ESTÁ DESATIVADA)

- ALTERAR O DATUM (HOJE AS CARTAS DA DHN JÁ ESTÃO EM WGS-84)

- RECEPTORES GPS MONOCANAL (OS QUE ESTÃO EM USO NOS NOSSOS NAVIOS SÃO MULTICANAL)

ALGUNS ÍTENS DESATUALIZADOS NO LIVRO-TEXTO:

VANTAGENS E DESVANTAGENS

VANTAGENS: - INCREMENTO DA PRECISÃO - QUALQUER CONDIÇÃO METEOROLÓGICA (QT) - SERVIÇO GRATUITO

DESVANTAGENS:- REQUER EQUIPAMENTOS ADICIONAIS- ÁREA DE COBERTURA É LIMITADA

COMPONENTES DGPS

estação de referência DGPS; link de comunicações (para correção DGPS); e receptor DGPS a bordo do navio.

ESTAÇÃO DE REFERÊNCIA DGPS

Control Center

DataCommunications

IntegrityMonitor DGPS

User Equipment

GPS Satellites

Broadcast Transmitter

F) FORNECEDORES DO SERVIÇO DGPS:

1) Radiofaróis Marítimos - Mais utilizado pelo navegante (MB) (precisão de 3 a 9 metros)

MB transmite gratuitamente.

As estações de referência aproveitam estrutura dos RADIOFARÓIS instalados ao longo de nossa costa e empregam a mesma portadora (faixa de 300 kHz).

LISTA DE AUXÍLIOS-RÁDIO

RADIOFARÓIS

ALGUNS EMPREGOS DO DGPS

LEVANTAMENTOS TOPOGRÁFICOS (AGRÍCOLAS, FLORESTAIS, URBANOS, ETC...);

CADASTROS PARA ATUALIZAÇÃO DE SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA;

POSICIONAMENTO PRECISO DE EMBARCAÇÕES E OBJETOS NÁUTICOS; E

POSICIONAMENTO PRECISO DE VEÍCULOS (RASTREAMENTO DE POSIÇÃO).

ALGUNS EMPREGOS DO DGPS:

LOCAÇÃO DE COORDENADAS (FUROS DE SONDAGEM, IMPLANTAÇÃO DE PROJETOS, ETC..);

NAVEGAÇÃO PRECISA EM ÁGUAS RESTRITAS OU EM LEVANTAMENTOS HIDROGRÁFICOS;

POSICIONAMENTO PARA DRAGAGEM E DE PLATAFORMAS DE PETRÓLEO