TÓPICOS

HISTÓRICO

•1967 –TRANSIT (efeito Doppler)

•1973 –NAVSTAR / GPS (radio navegação)

•1978 –GPS (uso militar)

•1983 –GPS (uso público)

•Navegação

•Sextante

•1930 –LORAN (ondas de rádio)

HISTÓRICO

HISTÓRICO

•O primeiro sistema de satélites colocado a disposição do público civil foi o TRANSIT (1967).•Em 1973, o NAVSTAR / GPS veio para alcançar melhores precisões.•O sistema de posicionamento global (GPS) foi criado em 1978 pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos, e era utilizado somente por militares, em 1983 esse sistema foi colocado a disposição do público em geral com algumas restrições. •A principal era na navegação em tempo real, pois era possível obter a precisão de posicionamento durante a igual ou inferior a 100 metros. Em maio de 2000 foi retirada essa restrição e atualmente é possível obter precisão de localização de aproximadamente 7 metros. •Com dois receptores a precisão pode chegar na casa dos milímetros.

INTRODUÇÃO

SINAL / CÓDIGO

•Cada satélite transmite continuamente sinais em duas ondas portadoras L1 e L2. A freqüência da primeira é de 1575,42 MHz e da segunda é de 1227,60 MHz, que corresponde a um comprimento de onda de 19 e 24cm, respectivamente.

•GPS civil usa a onda L1 na faixa de UHF. Esses sinais atravessam nuvens, vidro e plásticos, mas não atravessam objetos sólidos tipo edifícios e montanhas.

•Ambos os sinais transmitem mensagens de navegação (efemérides, correções dos relógios dos satélites) que são processados pelos receptores.

SINAL / CÓDIGO

•Dois códigos são modulados sobre as portadoras:•L1 –código C/A (coarse acquisition –fácil aquisição) e,•L1 e L2 –código P (precise code –preciso ou protegido) – controlado pelo Governo dos Estados Unidos•O sinal GPS contêm três tipos de informações:•Código pseudo-aleatório –é simplesmente uma identidade

(ID) que mostra qual satélite está transmitindo a informação

(visualizado no aparelho);•Efemérides –são dados transmitidos constantemente pelo satélite que contém informações importantes sobre a “saúde” do satélite, data e hora. É essencial para determinação da uma posição;•Dados de calendário –informa onde cada satélite estará ao longo do dia a qualquer hora. Informação da órbita do próprio satélite e de qualquer outro do sistema.

FONTES DE ERROS DO SINAL

FONTES DE ERROS DO SINAL

•Sinais refletidos ou multicaminhamento (signalmultipath) –sob certas condições, o receptor pode receber, além do sinal direto que chega, sinais refletidos em superfícies vizinhas como construções, prédios altos, cercas, etc. É função do tempo devido ao movimento do satélite. Satélites com baixo ângulo de elevação são mais susceptíveis ao fenômeno;

•Erro no relógio do receptor–o relógio interno do receptor não possui a precisão que os relógios atômicos a bordo dos satélites GPS. Assim pequenos erros são observados.

•Número de satélites visíveis–quanto mais satélites são “vistos”pelo receptor, melhor a acurácia. Unidades GPS tipicamente não funcionam dentro de ambientes fechados, embaixo d’água e embaixo da terra. Edificações, interferência eletrônica ou densa folhagem podem bloquear o sinal, causando erros de posição.

FONTES DE ERROS DO SINAL

•Geometria e sombreamento – refere-se a posição relativa do satélite num determinado tempo. A posição ideal (geometria) ocorre quando os satélites estão em ângulos relativamente amplos de outro satélite. Uma geometria ruim é resultado de satélites localizados na mesma linha ou em grupos muito próximos.•Degradação intencional do sinal – disponibilidade seletiva (selective availability) é uma degradação intencional do sinal, imposta pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos. Foi desenvolvido para prevenção da utilização do sinal com alta acurácia por adversários. O Governo dos EUA desativou este dispositivo em maio de 2000, que ocasionou uma significativa melhora do sinal em receptores GPS.

DEFINIÇÕES

DEFINIÇÕES

O PRINCÍPIO DO POSICIONAMENTO

O PRINCÍPIO DO POSICIONAMENTO

•O princípio do posicionamento a partir de corpos celestes é bastante simples.

•Considerando um dispositivo (no caso um receptor) capaz de receber os elementos do vetor que o liga até um corpo celeste (satélite), e esse corpo celeste ainda envia ao receptor as informações de sua posição até o centro da Terra.

•Assim, é possível calcular os parâmetros do vetor entre o receptor e o centro da Terra, e desta forma conhecer a posição geográfica do receptor.

MÉTODOS DE POSICIONAMENTO

•Método Absoluto – é realizado com um receptor isolado, observa usando o código C/A e trabalha com cálculo de pseudo-distâncias;

•precisão:•S/A ativo ±100m (instantâneo)•S/A ativo ±50m (acumulado)•S/A desativado ±15m

•Método Diferencial – possibilita ter a posição de um receptor móvel corrigida por outro receptor fixo num ponto de coordenada conhecida;•Método de Transmissão de coordenada diferenciais:

•recepção por diferencial – DGPS em tempo real – as correções são feitas através de um link de rádio modem;•recepção por diferencial – DGPS pós-processado – as correções são feitas através de programa apropriado, com definição das coordenadas posteriores.

FUTURO DO POSICIONAMENTO

Outras possibilidades de posicionamento por satélite:•SLR (Satellite Laser Range) e DORIS(Doppler Orbitography and Radiolocation Integrated by Satellite) –aplicações científicas –custos elevados;

•GLONASS (Global Navigation Satellite System) –sistema russo –teve sua implementação independente e paralela ao GPS. Atualmente com poucos satélites apropriados para uso, devido a falta de manutenção;

•GNSS (Global Navigation Satellite System) –Europeu –primeira geração (GNSS 1) consiste na ampliação do GPS e GLONASS; a segunda geração (GNSS 2) com sistema novo e controle civil internacional;

•Galileo – Agência Espacial Européia –programado para operar em 2008 –sistema em desenvolvimento compatível com GPS e GLONASS.