GNSS

Sistemas Globais de Navegação por Satélite em inglês Global Navigation Satellite

Systems trata-se de um termo para se referir aos sistemas de navegação por satélite.

Historia

O princípio da necessidade de se ter uma posição conhecida, surgiu ainda nos

primórdios da civilização, quando os ‘homens das cavernas’ saiam para caçar e se

perdiam de volta pra casa. Milhares de anos depois, a navegação marítima,

primeiramente costeira e depois oceânica (com o surgimento da agulha magnética), os

desbravadores se localizavam através dos astros e desenvolviam as evoluídas cartas

náuticas da época.

Em 1912 apareceu o equipamento de rádio-navegação e na 2ª Guerra o

desenvolvimento do radar.

Dez anos depois do inicio da ‘Era Espacial’ com o lançamento do satélite soviético

Sputnik I no fim da década de 50 surgiu o do Navy Navigation Satellite System

conhecido como Transit. Sua medida baseava-se no efeito Doppler e o pequeno

número de satélites e a sua baixa orbita impediam que se pudesse obter a posição do

receptor a qualquer momento e por se basear no efeito Doppler, apresentava elevada

imprecisão quando o receptor de movimentava. Finalmente na década de 70 nascia o

primeiro sistema de navegação, o Global Positioning System, conhecido como GPS.

Concebido pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos com a finalidade de

transmitir a posição instantânea e a velocidade de um ponto sobre a superfície

terrestre. O posicionamento, que consiste da determinação da posição de objetos,

parados ou em movimento, na superfície terrestre ou próxima a ela. O princípio básico

de navegação consiste na medida das chamadas pseudodistâncias entre o usuário e

quatro satélites. Este número de satélites permite que se realize posicionamento em

tempo real. Atualmente existem operando 2 GNSS e outros em fase de finalização para

operação – GPS, GLONASS, GALILEO e COMPASS.

GPS

Uma das características mais importantes do GPS é a de permitir que o usuário,

em qualquer lugar da superfície terrestre ou próximo a ela, tenha a sua disposição no

mínimo quatro satélites “visíveis”, ou seja, que possam ser rastreados

simultaneamente pelo mesmo receptor (receptores são os equipamentos que

recebem os sinais dos satélites, exemplos: GPS de carros, de celular, de precisão, e de

navegação – como aquele que levei em sala de aula), permitindo assim a realização do

posicionamento em tempo real.

O sistema GPS é dividido em três segmentos principais

- O segmento espacial, constituído pelos satélites que transmitem os

sinais usados no posicionamento GPS;

- O segmento de controle, que é responsável pela manutenção do

sistema;

- O segmento de usuários, contendo todas as aplicações e tipos de

receptores.

Espacial

Composto por 28 satélites artificiais da Terra que emitem sinais eletromagnéticos

utilizados no posicionamento GPS. Cada satélite circunda a Terra a uma altitude de

20.200 Km a um ângulo de 55° em relação ao equador. O sistema proporciona

cobertura global com no mínimo 4 satélites a qualquer lugar do Planeta durante 24

horas.

Controle

Composto por estações terrestres que mantém os satélites em funcionamento e seus

principais objetivos são: rastrear satélites, correções dos relógios, sincronização do

tempo dos satélites e a introdução de mensagens contendo dados que devem ser

emitidos aos receptores.

Usuário

Composto por receptores que captam os sinais enviados pelos satélites e com eles

calcular sua posição, independente da sua finalidade, seja ela navegação, topografia.

Sistema GLONASS (Global’naya Navigatsionnay Sputnikovaya)

Foi desenvolvido pela ex-URSS, no início dos anos 70, sendo atualmente mantido pelo

governo Russo. Tem como principal objetivo proporcionar posicionamento, velocidade

e tempo sob qualquer condição climática e em todo o globo. Assim como o GPS atua

com 3 segmentos

Segmento Espacial

Este segmento, atualmente é composto de 24 satélites a uma altitude de 19000 km e

com a inclinação de 64.8º em relação ao Equador.

Segmento de Controle e Monitoramento

O segmento de controle e monitoramento encontra-se totalmente em território Russo.

Ele é composto pelo sistema de controle central e pelas estações de comando e

rastreio. Estas estações rastreiam os satélites GLONASS obtendo informações de

distância e telemetria de cada um e os dados são enviados e processados no sistema

de controle central para a determinação do estado do relógio do satélite e de suas

órbitas.

Segmento do Usuário

O segmento do usuário é composto pelas antenas e receptores que tem como função

determinar posições, velocidades e obter tempo com grande precisão. A maioria dos

fabricantes de equipamentos produz receptores capazes de rastrear simultaneamente

satélites GPS e GLONASS, o que torna possível à integração dos dois sistemas.

Galileo

Galileo futuramente será um sistema de navegação global por satélite próprio da

Europa, que fornecerá um serviço altamente exato, garantido sob o controle civil. Será

interoperável com GPS e GLONASS, oferecendo dupla freqüência como padrão.

Garantirá a disponibilidade do serviço, sobretudo nas circunstâncias mais extremas e

informará aos usuários dentro de segundos uma falha no satélite. Isto será importante

para as aplicações onde a segurança é essencial.

Compass

O sistema COMPASS (também conhecido como Beidou-2, BD2) é um projeto de um

satélite global de desenvolvimento independente do sistema de navegação para a

China. COMPASS será semelhante ao GPS, GLONASS e Galileo.

Aplicações

Concebido a mais de 30 anos, o Sistema de Posicionamento Global só se tornou

totalmente operacional na década de 90 quando passaram a funcionar os 24 satélites

previstos e a sua descaracterização militar.

Muitas são as necessidades de se ter um posicionamento conhecido, tais como:

Geodésia que envolve a topografia, cartografia, altimetria, sensoriamento remoto,

geologia. Coleta de dados: planejamento urbano, planejamento rural, agricultura,

traçados de estradas e existe também a navegação, seja ela marítima, aérea

Atualmente o mais difundido é a navegação automobilística. Alguns modelos de

automóveis já vêm de fábrica receptores GPS para orientação nas estradas,

monitoramento de frotas, veículos agrícolas e etc.