- 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.