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- Global Positioning System -
- Sistema de Posicionamento Global -
É um sistema de navegação com base em satélites artificiais que emitem, em
intervalos de 1 ms, sinais rádio, diferente de satélite para satélite, com
informação sobre uma posição tridimensional, velocidade e tempo numa
base de 24 horas.
Este sistema foi criado nos anos 70 é controlado pelo Departamento de
Defesa dos Estados Unidos.
Fornece dois serviços:
SPS, Standard Positioning Service
(gratuito), usado pelo público em
geral.
PPS, Precise Positioning Service,
codificado e usado primariamente
pelo Departamento de Defesa.
O sistema é constituído por 24 satélites (3
deles estão de reserva) em 6 orbitas circulares
de 12 horas a cerca de 20200 Km de altura.
Estes satélites estão colocados de tal modo
que em qualquer altura e ponto do nosso globo
6 deles estão sempre visíveis.
São controlados a partir de cinco estações de rastreio e três antenas
espalhadas pelo globo que recolhem informação dos satélites e
transmitem-na para a estação principal situada em Colorado Springs.
A sua cobertura não é total e situa-se em cerca de 93% da área do
globo. É nos pólos onde ela é mais deficiente.
Vulgarmente conhecidos por GPS's, os receptores
captam os sinais emitidos pelos satélites visíveis.
Estes dados são processados pelo GPS que os
traduz nas três coordenadas posição (latitude,
longitude e altitude), velocidade e tempo.
Um GPS deve bloquear os sinais pelo menos de
três satélites, situados no seu horizonte, de modo a
fazer uma triangulação.
Como é que os receptores usam os sinais para
calcular a sua posição?
Um receptor, para calcular a sua posição, precisa de saber quanto
dista de cada satélite.
Triangulação
Este método de localização requer uma grande sincronização temporal
entre o receptor e os satélites.
O receptor sincroniza o seu sinal interno com o que é emitido por cada
satélite.
Determina o intervalo de tempo (∆t) entre o instante em que
recebeu o sinal e o instante em que ele foi enviado pelo satélite.
Basta multiplicar o intervalo de tempo pelo valor da velocidade do sinal
(300 000 km/s) para saber qual é a distância o receptor e o satélite.
É necessário calcular, pelo menos, a distância a três satélites para
determinar a posição de um receptor. Isto significa que o receptor
pode obter a própria posição se souber quanto dista de três pontos do
Espaço.
tcd
Obtém a posição por meio da
triangulação,
cujo método é:
O receptor mede a distancia ao satélite 1. O navegante pode
estar em qualquer ponto da circunferência centrada no satélite.
O receptor mede a distância ao satélite 2. Agora as
circunferências centradas nos satélites 1 e 2 interceptam-
se em dois pontos. A posição do navegante pode ser um
desses pontos.
O receptor mede a distância ao satélite 3. O navegante sabe que
a sua posição está na intersecção das circunferências centradas
nos três satélites.
Nota: Na realidade são necessários quatro satélites e não três, o
quarto mede o tempo, uma vez que os sinais percorrem distâncias
diferentes e torna-se necessário sincronizar os satélites.
Aplicações do GPS:
Localizar – permitir localizar, independentemente do tempo
Navegar – fornecer informações a barcos, aviões acerca rota
pretendida
Mapear – criação de mapas
Conduzir ao longo de um percurso
Medir tempos
Actualmente existem dois sistemas similares, um controlado pela
Rússia, o GLONASS, e outro a ser ainda desenvolvido pelos europeus,
o GALILEU, que estará operacional em “2008”.
O princípio é o mesmo, mas pretende-se que o controlo seja efectuado
por entidades civis para que não se esteja dependente de políticas
militares(GPS).
O sistema europeu difere também noutro aspecto, que é a permissão
de responder a sinais, por exemplo, de emergência, de modo a que
náufragos tenham conhecimento que um pedido de socorro foi
captado.
Fontes de erro:
• ERROS DEPENDENTES DOS SATÉLITES
Relógios dos satélites, efemérides e acesso selectivo.
• ERROS DEPENDENTES DA ANTENA-RECEPTOR
Relógios dos receptores, multi-trajecto, variação do centro de fase da antena e ruído do receptor.
• ERROS DEPENDENTES DO MEIO DE PROPAGAÇÃO
Atrasos ionosféricos e troposféricos.
Latitude
Longitude
Altitude
É definida em relação ao equador (latitude 0º) e exprime-se pelo ângulo que o paralelo que passa no lugar faz com o equador.
Latitude
Longitude
É definida em relação ao meridiano que passa pelo observatório de Greenwich, situado em Inglaterra (longitude 0º) e exprime-se pelo ângulo entre o meridiano de lugar e o meridiano de referência, medido sobre o paralelo.
Altitude
É a altura, na vertical, medida em unidades de comprimento, em relação ao nível médio das águas do mar.