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SISTEMA GPS. GPS. Sistema de Posicionamento Global “Global Positioning System” O QUE É? COMO É CONSTITUÍDO? COMO FUNCIONA? PARA QUE SERVE?. O QUE É O GPS?.
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GPS Sistema de Posicionamento Global“Global Positioning System” O QUE É? COMO É CONSTITUÍDO? COMO FUNCIONA? PARA QUE SERVE?
O QUE É O GPS? • O GPS é um sistema de posicionamento por satélite que permite determinar a posição de um receptor, fornecendo com rigor as coordenadas do lugar: altitude, longitude e altitude. • Foi desenvolvido pelas forças armadas norte-americanas, na década de 70, com fins militares. • Este sistema está disponível a qualquer pessoa desde 1995.
COMO É CONSTITUÍDO O SISTEMA GPS? Este sistema divide-se em três partes: Segmento Espacial (ou Constelação de Satélites) Segmento de Controlo Segmento do Utilizador
SEGMENTO ESPACIAL • É formado por 24 satélites artificiais distribuídos por seis órbitas, tendo cada uma quatro satélites. • Cada satélite descreve uma órbita circular em torno da Terra, a cerca de 22 200 km de altitude, dando duas voltas completas por dia (demoram 12 h a efectuar uma volta completa-período). • Transmitem e captam ondas electromagnéticas na banda das microondas. • Cada satélite possui quatro relógios atómicos cuja precisão é 3 ns (3 x 10-9 s).
SEGMENTO DE CONTROLO • É constituído por cinco estações terrestres dispersas pelo planeta: • Quatro fazem a observação dos satélites. • Uma é a estação principal de controlo localizada em Colorado Springs, EUA. • Estas estações têm como função: • Controlar a posição, a velocidade dos satélites e o tempo marcado nos seus relógios. • Analisar as condições atmosféricas que podem introduzir erros no sistema. • Efectuar correcções às órbitas e relógios dos satélites através do envio de informação codificada.
SEGMENTO DO UTILIZADOR • O segmento de utilizador é constituído pelos receptores GPS e por quem os utiliza. • Os receptores GPS: - recebem e descodificam os sinais dos satélites; - podem trocar dados com outros receptores e com computadores; - permitem a quem navega obter mapas pormenorizados de cidades e endereços úteis, assim como obter a melhor rota até um local desejado ou o armazenamento de coordenadas de posição.
COMO FUNCIONA O SISTEMA GPS? • Um receptor GPS para calcular a sua posição recorre ao MÉTODO DA TRIANGULAÇÃO (ou trilateração): • Localiza, no mínimo, três satélites; • Calcula a distância a que se encontra de cada satélite; • Deduz a sua própria posição. • O receptor GPS obtém estas informações analisando os sinais emitidos pelos satélites GPS
CÁLCULO DA DISTÂNCIA A UM SATÉLITE • Os satélites da rede GPS enviam os seus sinais em instantes precisos: à hora t. • O receptor GPS recebe o sinal no instante t + Δt, que coincide com a hora marcada no seu relógio de quartzo. • Como o sinal se desloca à velocidade da luz (c=3,0x108 m s-1, o tempo que decorre entre a emissão e a recepção do sinal permite determinar a distância entre o receptor e o satélite:
MÉTODO DA TRIANGULAÇÃO • Depois de receber o sinal proveniente de A, o receptor em P, a partir do tempo que o sinal demorou de A a P, calcula a distância dA. • Com a distância dA, traça-se uma circunferência centrada em A que contém a posição do receptor, mas que poderá ser qualquer ponto pertencente à circunferência.
MÉTODO DA TRIANGULAÇÃO • O sinal que o emissor B emite, e que é captado pelo receptor GPS, permite determinar a distância dB. • Com a distância dB, traça-se uma segunda circunferência centrada em B que intercepta em dois pontos a circunferência centrada em A, um dos quais será o ponto P.
MÉTODO DA TRIANGULAÇÃO • O sinal que o emissor C emite, e que é captado pelo receptor GPS, permite determinar a distância dC. • Com a distância dC, traça-se uma terceira circunferência centrada em C que intercepta dois pontos da centrada em A, um dos quais é comum à circunferência centrada em B e que representa o ponto P.
SINCRONIZAÇÃO DOS RELÓGIOS • Para um receptor calcular a sua posição, são suficientes os sinais emitidos por três emissores. • Utiliza-se, contudo um quarto satélite de referência, cujo sinal tem como objectivo sincronizar os relógios atómicos que equipam os satélites e os de quartzo que equipam os receptores.
PARA QUE SERVE O SISTEMA GPS? • LOCALIZAR – fornece dados que permitem, com a maior precisão conhecer a localização de qualquer ponto do nosso planeta. • CONDUZIR AO LONGO DE UM PERCURSO – informa sobre a direcção e sentido que o receptor tem de tomar para seguir determinado percurso. • NAVEGAR – fornece informações a barcos e aviões sobre a rota pretendida. • MAPEAR – permite a criação de mapas mais rigorosos. • MEDIR TEMPOS.
