Navstar - Do projeto aos caminhos da casa: a história do GPS

NAVSTARDo projeto aos camihos da casa: a história do GPS

Contexto HistóricoOrigem (1973)Segmento EspacialInvestimentos do Projeto no âmbito Civil e investidores.Órgãos do Governo que compõe o projetoSegmento de Controle OperacionalDiferenças entre GPS Militar e GPS CivilAplicações do GPS: Desporto, Proteção Civil, Topografia e Geodésia.Sistemas baseados em SatélitesPrivatização do GPSFuturo do GPSGPS no Brasil


SUMÁRIO

Contexto Histórico

Preocupação de poder se deslocar e regressarao ponto de origem com segurança

Questão de segurança e muitas vezes de poder

marcavam suas trilhas e usavam pontos signi�cativos como referências de posição, como montanhas, curvas de rio, etc

foram criados os mapas que incluíam pictorialmente os pontos geográ�cos e a distância entre eles.

na Grécia antiga, foi desenvolvido o conceito de Latitude (linha do Equador), e de Longitude (Meridiano de referência) , sendo hoje adotado o que passa pelo Observatório de Greenwich, na Inglaterra.

1. faróis marítimos para indicar o caminho de regresso aos portos emarcar perigos para as embarcações (arrecifes). (Primeiro sistemade referência arti�cial para a navegação)

2. foi introduzida a navegação usando as estrelas como referência

3. no início da era moderna, a bússola magnética e o sextante.(Possibilitaram a época das Grandes Navegações, resultando nocompleto conhecimento de todas as terras do mundo.)

(A bússola magnética, por sempre indicar o Norte verdadeiro,mostrava a direção relativa a seguir.

O sextante, pela medida exata dos ângulos acima do horizonte dosol, da lua e de estrelas, possibilitava, pela comparação das posições desses astros em um almanaque determinarem a Latitude.

Reunião de cerca de 12 oficiais militares no Pentágono discutiu a criação de um Sistema de Defesa de navegação por satélite (DNSs) .

Início: 1973

DNNSDNSS NAVSTARNAVSTAR GPSGPS

DENOMINAÇÕES

Fundador

IvanGetting

Primeiro satélite foi lançado em 1978

Segmento Espacial

“O potencial do GPS é limitado apenas por nossa imaginação. “

GPS?A utilidade do sistema é interrogado pelos patrocinadores.

Bradford Parkinson - um dos fundadores do GPS

Lançamento do Satélite Navstar 7.Lançamento mal sucedido.

198118 de dezembro

Korean Air Lines vôo 0071983

Korean Air Lines vôo 007

Ataque da U.S.S.R.

Equívoco no trajeto

Ronald ReaganPresidente dos EUA em 1983

GPS disponível gratuitamente para uso civil

1990 - 1991Guerra do Golfo

1991Acesso Livre

à Comunidade Internacional

1991Em 2004, o Governo dos Estados Unidos assinaram um acordo de cooperação com a Comunidade

Europeia estabelecer relacionado com GPS e da Europa planejado sistema Galileo .

19 de maio de 2009, os Estados Unidos Government Accountability Office divulgou um relatório alertando que alguns satélites GPS pode falhar a partir de 2010.

Em 21 de maio de 2009, o Comando Espacial da Força dissipadas medo do fracasso GPS dizendo: "Há apenas um pequeno risco que não continuará a ultrapassar o nosso padrão de desempenho".

2008 2009 2010 2011 2012 2013 Total

7.2mi20.7mi

43.4mi

58.5mi

50.3mi55.3mi

235.

5mi

Fonte: Space-Based Positioning Navigation & Timing - Janeiro de 2011.

INVESTIMENTOS

A política dos EUA atribui a responsabilidade do Departamento de Transporte para financiar os custos adicionais associados com novas atualizações de GPS civis.

CIVIS

Investidores

Todo o financiamento do projeto vem de receitas fiscais dos Estados Unidos.

A maior parte do programa está orçado através do Departamento de Defesa,

US1,473 bilhões dólares para o programa de GPS, US $ 11 milhões a mais do que o solicitado.

http://www.gps.gov/policy/funding/2012/

4

CASA BRANCA

COSELHOCONSULTIVO

Patrocinador: NASA

COMISSÃOEXECUTIVA NACIONAL

PARA O ESPAÇO-

Grupo de Direção ExecutivaCo-presidente: defesa, transporte

ESCRITÓRIO DE COORDENAÇÃO

Host: Comércio

Fórum deEngenharia

Co-cadeiras:-Defesa, Transporte

Time de Coordenaçãoe Disseminaçãoda Informação

Co-cadeiras: DOT, STRAT

Defesa

Transporte

Estado

Interior

Agricultura

Comércio

Segurança Interna

Joint Chiefs of Sta�

NASA

GPS International Grupo de Trabalho

Cadeira: Estado

Ad HocWorking Groups

GroundAntenna

Master Control Station (Schriever AFB)

Ascension Diego Garcia

Cape CanaveralHawaii

Kwajalein

Schriever AFB Colorado S Korea

Australia

Bahrain

S Africa

England

Argentina

Ecuador

Tahiti

USNO

Alaska

MonitorStation

New Zealand

Vandenberg AFB California

NGA Monitor Station

OCS Monitor Station

Ground Antenna Future Monitor Station

Master Control Station

Backup Master Control Station

Segmento de Controle Operacional

Atualmente: 31 satélites em Operação

•11 GPS IIA•12 GPS IIR•7 GPS IIR-M•1 GPS IIF

Um total de 11 satélites do bloco I são lançados neste período.

1978 - 1985

Diferença entre GPS para usomilitar e para uso civil

Duas opções de precisão: para usuários autorizados (eles mesmos) e usuários não autoriza-dos (civis). Os receptores GPS de uso militar têm precisão de 1 metro e os de uso civil, de 15 a 100 metros. Cada satélite emite um sinal que contém: código de precisão (P); código geral (CA) e informação de status.

O receptor tem que reconhecer aslocalizações dos satélites. Uma lista deposições, conhecida como almanaque,é transmitida de cada satélite paraos receptores. Controles em terrarastreiam os satélites e mantém seusalmanaques acurados.

Cada satélite tem códigos P e CAúnicos, e o receptor pode distinguí-los. O código P é mais complexoque o CA, quase impossível de seralterado e somente militares têmacesso garantido a ele.

Receptores civis medem os lapsos de tempoentre a recepção dos sinais codificados em CA.O controle de terra pode interferir, fazendocom que alguns satélites enviem seus sinaisCA ligeiramente antes ou depois dos outros.A interferência deliberada introduzida peloDepartamento de Defesa dos EUA é a fonte daDisponibilidade Seletiva – Selective Availability(AS). Os receptores de uso civil desconhecemo valor do erro, que é alterado aleatoriamentee está entre 15 e 100 metros. Os receptoresmilitares não são afetados.

Existe outra fonte de erro que afeta os receptores civis: a interferência ionosférica.

12 de Setembro de 1992 – Corrida de balõestransatlântica:Dois receptores GPS Garmin Model 100 foramlevados em cada balão usados para:– ajudar na navegação– verificar os recordes do mundo

APLICAÇÕES GPS NO DESPORTO

Informações de direção e velocidade dadaspelo GPS ajudavam às tripulações identificar ascorrentes de ar.

• informações de posição permitiam aos salva-vidas encontrar rapidamente as tripulações emperigo devido às descidas rápidas.

GPS APLICADO À PROTEÇÃO CIVIL

Equipe de salvamento Norte Americana, desde1992, usa Trimble Transpak em ambulânciascom o objetivo de guiar os helicópteros de ser-viços médicos até elas muito mais rapidamen-te e em situações onde a visibilidade é reduzi-da

GPS Aplicadoà Topografiae Geodésia

Os avanços tecnológicos da informática e daeletrotecnia vieram revolucionar o modo depraticar topografia;

• Primeiro com o aparecimento dos instrumentoseletrônicos de medição de distancias (EDM) eagora mais recentemente com os receptoresGPS;

O GPS é hoje em dia utilizado em todas asaplicações topográficas, a sua precisãomilimétrica permite utiliza-lo para determinarângulos, distâncias, áreas, coordenar pontos,efetuar levantamentos, entre outras atividades;

• Pontos levantados com GPS são determinadosem principio em um Sistema de CoordenadasCartesiano Geocêntrico vinculados a umSistema de Referência Geodésico. Os ângulos edistâncias medidos em campo se referem a umplano topográfico local.

Sistemas baseados em satélite

É o aparelho que recebe o sinal GPS emitido por pelo menos 3 satélites e o converte em informação relativa à posição, velocidade e tempo de um dado objeto, possibilitando sua exata localização.

Geodésicos

Topográficos

Navegação

São divididos em três categorias:

PRIVATIZAR O GPS?Não há planos para privatizar GPS.Legislação dos EUA e da política exige que o serviço civil do GPS para ser fornecidosgratuitamente das taxas moderadoras diretos.

POLÍTICA ORÇAMENTÁRIA

Os EUA Política PNT Space-Based oferece orientação aos departamentos e agências federais nagestão de GPS, seus aumentos, e atividades conexas. A política se estende a, de longa data compromisso bipartidário para GPS civil serviço que remonta à década de 1980.

A política nacional dá ao secretário de Defesa responsabilidade primária de prover recursospara GPS desenvolvimento, aquisição, operação, manutenção, modernização.

A política também afirma que o Secretaria de Transportes deve fornecer recursos para o Secretá-rio de Defesa para a avaliação, aquisição, desenvolvimento, implementação, operação e susten-tação de novos GPS designados capacidades civis além dos segundo e terceiro sinais civis. Estes incluem o novo sinal L1C concebido para internacional interoperabilidade e alguns aspec-tos civis do segmento de controle da próxima geração operacional.

Futuro do GPS

O GPS foi um sistema idealizado de forma fantástica, mas o grande crescimento de utilizadores, o fato de existir outro sistema de posicionamento alternativo e os grandes resultados consegui-dos através da técnica DGPS, deu origem a que os utilizadores setornassem mais exigentes. Estão previstas algumas modificações no GPS e o nascimento de novos sistemas de posicionamento.

GPS teve vários sucessos operacionais e de aquisição no ano passado;• Modernização de todos os segmentos de GPS estáno caminho certo;• Esforçar-se para melhorar continuamente os serviços de navegação e de tempo enquanto mantém a compatibilidade com equipamentos legados.

VENDIDAS EM 2003

VENDIDAS EM 2004

VENDIDAS EM 2003

NÚMEROSde dólares foi a receita total do mercado de equipa-mentos norte-americano GPS em 2003.2,45 bilhões

300.000 unidades

500.500 unidades

1.000.O00 unidades

Os consumidores de aparelhos com GPS preferem comprar osdispositivos em lojas físicas; apenas 10% comprariam na web.

Os usuários brasileiros geralmente estão satisfeitos com oproduto escolhido.

O brasileiro demora para comprar um aparelho GPS.– Segundo Helder, essa demora pode estar associada ao fato queo brasileiro não possui uma “educação para a navegação”, nosentido de não estar acostumado com ela.

GPS no Brasil

RELEMBRANDO...

Quem teve a ideia?

Depto de Defesa dos EUA

Por que teve a ideia?

Necessidade

Quem �nanciou?

Governo e órgãos

Por que das características?

Localização, Combates

Impactos da Tecnologia?

OBRIGADO!Perguntas?


BIBLIOGRAFIA

WWW.GPS.GOVCIVIL GPS OVERVIEW, 2011, SPACE BASED POSITIONING NAVIGATION & TIMINGA Global Information Utility, 2011, SPACE BASED POSITIONING NAVIGATION & TIMINGSystemA Revolution Now in Evolution… SPACE BASED POSITIONING NAVIGATION & TIMINGINTRODUÇÃO AO SISTEMA DE POSICIONAMENTO GLOBAL, Washington Machado;

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