CENTRO UNIVERSITÁRIO NOSSA SENHORA DO PATROCÍNIO

1. CENTRO UNIVERSITÁRIO NOSSA SENHORA DO PATROCÍNIO GPS Sistema de Posicionamento Global

2. GPS - Sistema de Posicionamento Global • sofisticado sistema eletrônico de navegação, baseado em uma rede de satélites, que emitem ondas de rádio captadas por equipamentos receptores que decodificam o sinal, calculam a posição, permitindo a localização instantânea em qualquer ponto da Terra. • Latitude: posição em relação ao meridiano de Greenwich; • Longitude: posição em relação à linha do Equador; • Altitude: considerando o planeta terra como esfera. • principais objetivos • - auxílio à radionavegação em três dimensões com precisão; • - navegação em tempo real; • - alta imunidade a interferências; • - cobertura global, 24 horas por dia; • - rápida obtenção das informações transmitidas pelos satélites.

3. GPS - Sistema de Posicionamento Global constituído por 3 segmentos ou componentes: 1º - Segmento Espacial (satélites); 2º - Segmento de Controle (estações terrestres); 3º - Segmento Usuário (receptores de GPS).

4. Hawaii Colorado Springs Segmento de Controle GPS - Sistema de Posicionamento Global Segmento Espacial Estações de Monitoramento Segmento do Usuário Diego Garcia Ascension Is. Kwajalein

5. GPS - Sistema de Posicionamento Global Segmento Espacial (satélites) • 24 satélites NAVSTAR ou Space Vehicles (SVs) ; • 6 planos orbitais com 55° de inclinação em relação ao Equador; • altura de aproximadamente 20.200 km acima da Terra; • tempo de Revolução 11:58 min; • cálculo da posição depende do sinal de apenas quatro satélites

6. GPS - Sistema de Posicionamento Global Segmento de Controle (estações terrestres) • controlado pela estação mestre – Colorado Springs; • 5 estações rastreadoras fixas; • localizadas nas proximidades da linha do Equador; • retransmite o sinal e monitora movimento orbital dos satélites; • corrige a posição dos satélites (efemérides) e dos relógios (clocks); • reprograma o sistema com o padrão necessário.

7. GPS - Sistema de Posicionamento Global • Segmento Usuário (receptores e comunidades de usuários GPS) • receptores de rádio (GPS) - unidades de processamento capaz de decodificar em tempo real as informações enviadas pelo satélite e calcular a sua posição • converte os sinais dos satélites em posição, velocidade, e tempo estimado; • quatro satélites (mínimo) são necessários para calcular as quatro dimensões: x, y, z (posição) e t (tempo);

8. GPS - Sistema de Posicionamento Global

9. GPS - Sistema de Posicionamento Global Posicionamento • O GPS fornece dois serviços de posicionamento em tempo real : • SPS - “Standard Positioning Service” • PPS - “Precise Positioning Service” Onda C/A: Onda P: Tipos de ondas usadas pelos satélites

10. GPS - Sistema de Posicionamento Global • posição (x, y, z) determinada com os valores da distância de três posições diferentes conhecidas pelo método de triangulação; • distância calculada multiplicando o tempo que o sinal demora para chegar, pela velocidade a que este viaja (a velocidade da luz). Método de triangulação

11. GPS - Sistema de Posicionamento Global Cálculo da Posição 1º medição: - equação matemática a partir da distâncias a vários satélites; - fornece a posição sobre a superfície de uma esfera Estamos em algum ponto sobre a esfera 20.000 km 4 incógnitas: Latitude Longitude Altitude Tempo São necessárias 4 equações

12. 20.000 km 21.000 km GPS - Sistema de Posicionamento Global 2º medição: fornece como solução a interseção entre duas esferas: uma circunferência Interseção: circunferência

13. GPS - Sistema de Posicionamento Global 3ª medição: - dois pontos são suficientes para determinar a posição. - descartar um dos pontos (solução) que é uma solução impossível, no espaço ou em alta velocidade. A interseção de três esferas são só dois pontos

14. GPS - Sistema de Posicionamento Global 4ª medição: - permite resolver (remover) o erro do clock; - (tempo) do receptor; - aponta para só um dos pontos

15. GPS - Sistema de Posicionamento Global • Para poder calcular sua posição no espaço, em 3 dimensões, um receptor GPS precisa: • determinar, a partir dos sinais emitidos pelos satélites, as distâncias entre ele e, • no mínimo, quatro satélites, e as posições desses satélites; • obter suas coordenadas geográficas (latitude e longitude) e sua altitude, • através do método da trilateração. • distância satélite-receptor: • calculado através da duração de propagação do sinal emitido pelo satélite até o • receptor x velocidade da luz: • determinada através dos códigos modulados na onda enviada pelo satélite • (códigos C/A e P), ou pela integração da fase de batimento da onda • portadora (método relativo). • d=Δt.v luz.

16. GPS - Sistema de Posicionamento Global 10 Km 25 Km Patos Malta 25 Km 10 Km Malta Patos 10 Km 15 Km Patos Santa Terezinha O princípio da Trilateração aparelho de GPS recebendo sinais de quatro satélites

17. GPS - Sistema de Posicionamento Global Estrutura do sinal GPS

18. GPS - Sistema de Posicionamento Global Métodos de Posicionamento • Posicionamento por Ponto ou Absoluto • Posicionamento Diferencial (DGPS) • Posicionamento Relativo • Posicionamento relativo estático; • - Rápido • - Posicionamento relativo em tempo real; • - GPS Diferencial (DGPS); • - Cinemático. • - Posicionamento por Ponto ou Absoluto:

19. GPS - Sistema de Posicionamento Global Erros de posicionamento do GPS • Erros do relógio do satélite; • Atmosfera; • Multitrajetória ou Multicaminhamento; • Erros de recepção; • Disponibilidade Seletiva - SA (SelectiveAvaibility); • Anti-spoofing (AS)

20. GPS - Sistema de Posicionamento Global Limitações do GPS • receptores de uso geral não tem precisão (erro de 15 a 100 metros); • sinais dos satélites têm dificuldades para penetrar vegetação muito densa, vales estreitos, cavernas, sob a água, montanhas altas ou edifícios muito próximos de outros • Aparelho alimentado por fonte de energia (bateria ou rede elétrica) Aplicações na Arquitetura e Urbanismo • coleta de dados dentro de cidades; • posicionamento rápido e preciso de construções, prédios, pontes, viadutos, • praças, e pontos mais precisos como localização de pilares, paredes, passagens, • monumentos arquitetônicos, etc. • acumular informações de localização e altitude de vários pontos seqüenciais; • base de dados para geração de imagens tridimensionais e mapas que podem ser • apresentados instantaneamente, com alta precisão e confiabilidade.

21. GPS GEODÉSICO 2 Pontos Fixos Utilizado para georreferenciamento de poligonais que posteriormente serão utilizadas em outros equipamentos de precisão como Estação Total.

22. GPS GEODÉSICO 1 Ponto Fixo e 1 Móvel Utilização semelhante ao anterior com a possibilidade de levantamento de outros pontos com apenas o deslocamento do aparelho móvel.

23. ESTAÇÃO TOTAL Equipamento que utiliza os dados coletados pelo GPS Geodésico para dar continuidade a levantamentos topográficos, locação de obras, e outros serviços de locação e medição.

24. CELULARES O Google tem disponibilizado ferramentas que utilizam GPS e Internet para uso em celulares possibilitando a localização de usuários e orientação através de mapas.

25. LOCALIZADOR VEICULAR Rastreamento feito diretamente pelo usuário através de seu computador ou celular através da Internet.

26. GPS - Sistema de Posicionamento Global Outras aplicações Monitoramento de veículos GIS Levantamentos geodésicos Reflorestamento Exploração de óleo Orientação de máquinas Navegação terrestre Cadastro Navegação marítima Polícia Mapeamento Reconhecimento Hidrografia Serviços Aproximação e decolagem aeronaves Caminhadas Uso militar Uso científico Esportes Agricultura Turismo Telefonia celular

27. BIBLIOGRAFIA http://www.cienciaviva.pt/latlong/anterior/gps.asp http://astro.if.ufrgs.br/coord.htm http://www.arvm.org/gps/historico.html http://www.astronautix.com/project/navstar.htm http://www.gps.gov/ Glossário: http://www.gmat.unsw.edu.au/snap/gps/glossary_a-c.htm

28. CENTRO UNIVERSITÁRIO NOSSA SENHORA DO PATROCÍNIO GPS Sistema de Posicionamento Global ADRIANA FRANCO Nº 01 ANDRÉ RICARDO SILVA Nº 05 AUGUSTO AP. VICENZIO Nº 06 FABIO FELIPE Nº 12 LUIZ ANDRÉ SARTORI Nº 29 FERNANDO LEÇA Nº 39 9° SEM.