Wagner Miranda de Paula Alessandro de Mello Carvalho

Flavio Alves de Lima Franco Rafael Geraldo de Paula

GPS - IntroduçãoO sistema de posicionamento global, popularmente conhecido por GPS é um sistema de radionavegação por satélites.

Foi desenvolvido nos anos 70 pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos da América baseado em satélites artificiais NAVSTAR – GPS ¹

Fornece posicionamento confiável, navegação e serviços de tempo para usuários do mundo inteiro em uma base contínua em todo o tempo, dia e noite, em qualquer lugar da superfície da Terra.

1 - Navigation System u

1 - Navigation System using Time and Ranging - Global Positioning System

Interesses civis e comerciais trouxeram ao GPS um uso mais amplo, tendo hoje um vasto conjunto de aplicações:

Navegação Mapeamento Localização Emergência Aviação Esse sistema utiliza 24 satélites para a

cobertura global.

O sistema GPS é composto por três segmentos:

• o segmento espacial: constelação de satélites

• o segmento de controle: estações terrestres responsáveis pela operação do sistema

• segmento do usuário: comunidade usuária, receptores e softwares de posição

Segmento Espacial

• 24 satélites (6 órbitas com 4 satélites cada)

• Altitude de 20.200 km• 55o Inclinação com linha Equador• Percorrem toda a órbita a cada

12hs

Segmento Usuário

• Recebem e convertem os sinais do satélite

• Selecionam o satélite para uso

• Computam as dimensões x, y e z

Segmento de Controle

• 5 Estações terrestres enviam correções de tempo e órbita

• Monitoram a performance do sistema

• Rastream satélites para a determinação de órbitas

Ele compara esse sinal com todos os códigos conhecidos (atualmente existem 37).

O receptor determina em que satélite está. Ele decodifica a informação de tempo, multiplica

pela velocidade da luz para encontrar o raio da esfera.

Uma vez que tenha feito isso por 3 satélites, pode determinar o local

FUNCIONAMENTO

1.Triangulação;2.Distância;3.Relógio;4.Posicionamento;5.Coordenadas; 6.Erros

TRIANGULAÇÃO

1.Três Satélites2.Medidas de distância

*Tempo de Viagem de sinais de rádio freqüência dão as medidas de distância.

MEDIDA DE DISTÂNCIADistância = Velocidade x

Tempo

•Velocidade de propagação do sinal eletromagnético;

•Tempo de viagem do sinal

RELÓGIO

•Sincronização •Localização dos satélites

* Satélites equipados com relógios de alta precisão “atomic clocks”

POSICIONAMENTOLatitude – Longitude –

Altitude

1.Latitude: Linha do Equador

2.Longitude: Meridiano de Greenwich

3.Altitude: Nível do Mar

POSICIONAMENTO

LATITUDE – LONGITUDE – ALTITUDE

SISTEMA DE COORDENADAS

=

POSICIONAMENTO PRECISO

GPS - Componentes

• Eles usam códigos! Códigos Binários.• Cada satélite tem um código diferente.

Como os sinais GPS enviam toda essa informação?

Erro GPS StandardRelógio de satélite 1,5Erros de órbita 2,5Ionosfera 5Troposfera 0,5Ruído no receptor 0,3Multi caminhos 0,6Satélites Visíveis 30

EXATIDÃOHorizontal 50Vertical 783D 93

ERRO EM METROS

95% devido ao hardware, ambiente e atmosfera. A Troposfera provoca atrasos no código da

transportadora Erros devido ao multipercurso Ruído de recepção Distribuição de potencial gravitacional. A Terra

não é uma esfera perfeita Outros corpos celestes atraem o satélite Não há um vácuo perfeito na atmosfera da Terra Efeitos da radiação solar (a maior fonte de erros

desconhecidos)

Pobre GDOP(Diluição Geométrica de Precisão)

Quando os ângulos do receptor para a SVS utilizadas são semelhantes

Bom GDOP

Quando os ângulos são diferentes

Differential Global Positioning System (DGPS) é um aprimoramento para Sistema de Posicionamento Global.Utiliza uma rede de estações de referência baseados em terra para transmitir a diferença entre as posições indicadas pelos sistemas de satélite e as posições fixas e conhecidas

Para o estudo das placas tectônicas, vulcões e terremotos  Pesquisadores usam o GPS para uma parcela crescente de seu trabalho

•GPS é popular entre os caminhantes, os caçadores, trenós motorizados, ciclistas e motoristas.

OUTRAS INFORMAÇÕES

•Altitude dos Satélites = 19000Km•Velocidade = 11200Km/h•5 Estações Terrestres de Controle

FIM!