Unidade 7: GPS

1. Unidade 7: GPS Prof. Dr. Cláudio Baptista

2. Introdução a GPS

3. GPS Global Positioning System • Também conhecido como NAVSTAR (Navigation Satellite with Time and Ranging) • Sistema iniciado em 1973 e inaugurado em 1978 pelo DOD-EUA, com fins militares (concorrente ao Soviético GLONASS) • Projeto inicialmente orçado em US$12 Bilhões • Sistema de rádio baseado numa • Constelação de 24 satélitesa uma altitude de 20.200km em 6 órbitas • Base de controle: são 5 espalhadas no mundo que servem para monitorar/corrijir dados de satélites

4. EX. de um Satélite • Name: NAVSTAR • Manufacturer: Rockwell International • Altitude: 10,900 nautical miles • Weight: 1900 lbs (in orbit) • Size:17 ft with solar panels extended • Orbital Period: 12 hours • Orbital Plane: 55 degrees to equitorial plane • Planned Lifespan: 7.5 years

5. GPS • Permite que usuários, em terra, mar e ar, determinem suas posições tridimensionais( latitude, longitude e altitude), velocidade e hora, 24 horas por dia, independente de condições atmosféricas, em qualquer lugar do mundo

6. O quê é GPS?

7. Como funciona?

8. Como funciona? • 5 passos: • 1. A base de GPS é "triangulação" de satélites. • 2. Para "triangular," um receptor GPS mede a distância usando o tempo de deslocamento dos sinais de rádio. • 3. Para medir o tempo de deslocamento, o GPS necessita de tempo preciso • 4. Além da distância, precisa-se saber a localização dos satélites. • 5. Finalmente, deve-se corrijir os atrasos do sinal provenientes de seu deslocamento pela atmosfera,

9. Princípio da Triangulação - Suponha que medíssemos nossa distância de um satélite e encontramos o valor 11.000 milhas - Significa dizer que estamos localizados em algum ponto numa esfera cujo centro é o satélite e que possui raio 11.000 milhas. - Se calculássemos a distância para um outro satélite e obtivéssemos o valor 12.000 milhas teríamos situação do próximo slide ...

10. Se medissemos a distância para um terceiro satélite ...

12. Passo2: Medindo a distância Mede-se o tempo que o sinal leva para chegar do satélite no GPS distância = velocidade (da luz) * tempo

14. Como obter o tempo? • Tempo é complicado: Precisamos de relógios para • medir o tempo de deslocamento • - O tempo de delocamento para um satélite é cerca • de 0.06 segundos • - A diferença em sincronização do tempo de recepção • menos o tempo do satélite é o tempo de deslocamento • Analogia: Suponha que executemos Asa Branca no satelite • e no GPS ao meio dia. Ao receber Asa Branca do satélite • veremos que está defasado. O que se faz é atrasar a Asa Branca • do GPS até que elas fiquem sincronizadas. Este atraso é justamente • o tempo de deslocamento do sinal • Realidade: Ao invés de Asa Branca, utiliza-se o código PRC

15. Código PRC

16. Como sincronizar satélite e GPS?

17. Como sincronizar satélite e GPS? • Precisa-se utilizar relógios precisos. Os satélite são equipados com relógios atômicos. • Porém se um GPS tivesse que ter relógio atômico seu custo seria em torno de US$100.000,00. • Solução: usar um quarto satélite na triangulação para sincronização de tempo

22. Radar monitora altitude, velocidade e posição

27. USO de DOP

28. USO de DOP - Dilution of Precision DOD : varia de 1 a 10, quanto menor melhor!

30. DGPS

31. DGPS

32. DGPS Acrescenta-se uma estação estática com localização precisa.

34. DGPS Compara o tempo calculado na estação base com o tempo do satélite, a diferença é o erro

35. DGPS Obtém a lista dos erros da cada satélite e a envia para cada GPS

37. DGPS Pós-processado

38. DGPS

39. Aplicação na aviação

40. Pouso com visibilidade ZERO!

41. Aplicações

42. Aplicações

43. Aplicações

44. Aplicações

45. Aplicações

46. Aplicações

47. Aplicações