Global Positioning System

Escola Secundária Públia Hortênsia de Castro

20 Setembro de 2010

Professora: Júlia LopesTrabalho elaborado por:João Buinho nº 14Patrícia Vestias nº22Paula Gomes nº23Susana Valentim nº26Mara Brites nº27

Física e Química A

GPS

Sistema de Posicionamento Global é o nome dado ao método de navegação que utiliza informações provenientes de satélites para localizar com exactidão objectos ou pessoas.

Localização da Posição

• Coordenadas geográficas

• Coordenadas cartesianas

Localização da Posição

Coordenadas geográficas:Latitude; LongitudeAltitude

fig. 1

René Decartes

Coordenadas cartesianas vem do nome do matemático, físico e filosofo francês René Descartes.

Ele propôs, no séc. XVII a existência de um referencial formado por três eixos perpendiculares entre si, que se encontram num ponto chamado origem.

Coordenadas Cartesianas

fig.2- Uma posição no espaço é definida, em geral, por três coordenadas cartesianas (à esquerda) mas no plano só são necessárias duas coordenadas (à direita).

O GPS divide-se em três partes:

• Segmento espacial;

• Segmento de controlo;

• Segmento do utilizador.

Segmento Espacial

• Formado por 24 satélites; • Recebem energia do Sol através de

painéis solares;• Os satélites estão distribuídos por 6

órbitas, tendo cada uma 4 satélites;• Cada órbita demora 12h numa volta

completa, chamado período. • Cada satélite possui 4 relógios atómicos;• Emitem e captam ondas

electromagnéticas.

Segmento de ControloConstituído por 5 estações

terrestres, onde 4 fazem a observação do satélite e a 5ª é a estação de controlo, localizada em Colorado Springs.

Estações Terrestres

• Controlam a posição dos satélites, a velocidade e o tempo marcado nos relógios;

• Analisam as condições atmosféricas;

• Efectuam correcções às órbitas e aos relógios dos satélites através do envio de informação.

fig. 3

Segmento do Utilizador

Constituído pelos receptores GPS e por quem os utiliza.

• Recebe e descodifica os sinais fornecidos em coordenadas de posição, valores de velocidade e cronometragem do tempo;

• O tempo que decorre entre a emissão e a recepção do sinal permite determinar a distância entre o receptor e o satélite:

d = c x t

Método da Triangulação

• É um método que funciona através da informação proveniente de três satélites, que permite localizar um ponto;

• É necessário um 4º satélite para sincronizar os relógios existentes no interior dos satélites;

Fig.4

Tipos de Relógio

Relógio Mecânico

Relógio de Quartzo

Relógio Atómico

• Baseado em Oscilações Pendulares;

•Baseado numa mola em espiral.

•Baseado nas Oscilações de um cristal de quartzo;

•Baseado em Oscilações de átomos de silício.

•Baseado na frequência das radiações emitidas ou absorvidas por átomos ou moléculas.

Aplicações do GPS

• Navegação terrestre, marítima e aérea;• Segurança de veículos (em caso de

acidente, roubo, desaparecimento, etc.);• Gestão do tráfego;• Produção de mapas e estudo de

topografia dos terrenos.

Actualmente existem três sistemas de navegação por satélite.

fig. 5 - sistema de navegação Russo, Glonass

fig. 6 – sistema de navegação Norte-Americano

Fig. 7 – sistema de navegação Chinês, Compass

• Para tornar a U.E. independente destes sistemas já existentes esta criou um novo sistema designado Galileo.

• Este será composto por 30 satélites estacionados em três órbitas aproximadamente a 26.200 km de altura e existirão apenas 2 estações de controlo.

• O sistema Galileo está vocacionado principalmente para uso civil opondo-se assim aos outros sistemas já existentes de origem militar.

O Galileo Sistema de navegação

europeu do GPS

• O primeiro sinal que Galileo emitiu foi através do satélite GIOVE-A colocado em órbita em 2005, três anos mais tarde colocou-se em orbita o segundo satélite do sistema GIOVE-B.

• Está previsto entrar em funcionamento todo o sistema em 2013.

Vantagens do sistema Galileo • Maior precisão;

• Maior segurança;

• Menor risco de avaria;

• Este sistema pode inter-operar com os outros sistemas já existentes.