apostila geodésia

7/24/2019 apostila geodsia

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Edilson Alves de Carvalho

Paulo Csar de Arajo

Leituras Cartogrficas e Interpretaes Estatsticas IID I S C I P L I N A

Noes bsicas de sistema

de posicionamento global GPS

Autores

aula

08


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Todos os direitos reservados. Nenhuma parte deste material pode ser utilizada ou reproduzidasem a autorizao expressa da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte.

Diviso de Servios Tcnicos

Catalogao da publicao na Fonte. UFRN/Biblioteca Central Zila Mamede

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Projeto Grfico

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Governo Federal

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Coordenadora Institucional de Programas Especiais CIPE

Eliane de Moura Silva

Secretaria de Educao a Distncia SEDIS/UFRN

Carvalho, Edilson Alves de.Leituras cartogrficas e interpretaes estatsticas II / Edilson Alves de

Carvalho, Paulo Csar de Arajo. Natal, RN: EDUFRN, 2009.

244 p.

12 v.

ISBN: 978-85-7273-525-4

Contedo: Aula 01 Maquetes: as representaes do relevo em terceiradimenso; Aula 02 As representaes tridimensionais digitais do relevo; Aula03 Os cartogramas temticos qualitativos e a anlise geogrfica; Aula 04 Bases estatsticas para as representaes cartogrficas quantitativas; Aula 05 OS cartogramas temticos quantitativos; Aula 06 O globo terrestre e seu usono ensino da geografia; Aula 07 Os mapas mentais e a representao informaldos lugares; Aula 08 Noes bsicas de sistema de posicionamento globalGPS; Aula 09 Sistemas de informao geogrfica e sua aplicao no ensino degeografia; Aula 10 As fotografias areas e sua utilizao pela cartografia. Aula11 Interpretao de imagens de satlite; Aula 12 A cartografia e a internet.

1. Geografia. 2. Representaes cartogrficas. 3. Cartografia temtica.4. Geotecnologias. 5. Ensino da geografia. I. Arajo, Paulo Csar. II. Ttulo.

CDD 910RN/UF/BCZM 2009/46 CDU 91


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Aula 08 Leituras Cartogrficas e Interpretaes Estatsticas II 1

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Apresentao

Desde o incio da civilizao, o homem sentiu necessidade de conhecer a sua localizao

na superfcie da Terra como essencial ao desenvolvimento de suas atividades. Em

funo disso, sempre buscou desenvolver tcnicas e instrumentos que facilitassem oseu deslocamento, o que culminou com o desenvolvimento do Sistema de PosicionamentoGlobal (GPS). O GPS foi concebido, a princpio, para uso militar. No entanto, em funoda preciso fornecida pelos seus dados, tornou-se indispensvel em vrias aplicaes, comdestaque especial por ser um importante mtodo de aquisio de dados para a Cartografia.Nessa aula, veremos os conceitos bsicos e os principais usos desses sistemas, na Cartografia

e na Geografia.

Objetivos

Aprender os conceitos bsicos do sistema deposicionamento global GPS.

Compreender a importncia do sistema de posicionamento

global na Cartografia.

Entender os limites operacionais do sistema GPS, tantona navegao quanto nos levantamentos terrestres.

Compreender a necessidade de observar certos cuidadosno planejamento e realizao das medies, para assegurar

a qualidade das coordenadas obtidas.


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Aula 08 Leituras Cartogrficas e Interpretaes Estatsticas II2

Breve histrico do sistema GPS

Desde a dcada de 1960, a Fora Area e a Marinha dos Estados Unidos da Amrica vm

trabalhando no desenvolvimento de um sistema de navegao por satlites. A Marinha

patrocinou dois programas, chamados Transite Timation, ambos operando em modo2D (duas dimenses), pois usavam apenas latitude e longitude. No mesmo perodo, a ForaArea estudou o uso de um sistema em modo 3D (tridimensional), que, alm da latitude e dalongitude, incorporava a altitude, atravs de um programa de computador denominado 612B.

No ano de 1973, o Departamento de Defesa dos Estados Unidos desenvolveu umsistema de posicionamento de alvos para fins militares. Surgiu, da, o programa NAVSTARGPS, por meio da fuso dos programas Timation e 621B. Comeava a se desenhar um novo

horizonte para execuo de trabalhos geodsicos e topogrficos, apesar do objetivo inicialno ser esse. Em dezembro desse ano, foi autorizado o incio da primeira fase do programa,

que durou at 1979. Foram feitos estudos sobre a performance e a real viabilidade do sistema.

Em seguida, teve incio a segunda fase, com desenvolvimento e teste dos equipamentosGPS, que durou at 1985.

Na terceira fase, os aparelhos GPS foram produzidos e a rede de 24 satlites foi finalizada.

O sistema passou a proporcionar cobertura completa, conhecida como FOC (Full OperationalCapability), graas operao simultnea dos satlites.

O GPS surgiu com objetivos blicos, ou seja, com o objetivo de facilitar os deslocamentos

de tropas, a localizao de tropas inimigas e a navegao de alta preciso para transportemilitar e de msseis. Seu uso foi testado na Guerra do Golfo, facilitando a locomoo das tropas

no deserto. Os msseis passaram a atingir seus alvos com erros mnimos. Em 1980, o entopresidente Ronald Reagan (1911-2004) autorizou o uso civil do sistema.

Em 1994, o sistema atingiu sua configurao final, e a partir da foi possvel integr-lototalmente s operaes de levantamentos terrestres. Desde ento, alavancado pelas necessidades

apresentadas pela sociedade, o sistema Global Positioning System - GPS (Sistema dePosicionamento Global) tornou-se um forte concorrente dos meios tradicionais de levantamentos,

bem como um instrumento eficaz de apoio navegao martima, area e terrestre.

Com a chegada do GPS, criaram-se novas frentes de trabalho. Esse fenmeno podeser notado com a abertura e operao de empresas especializadas no uso e aplicao dessesistema, assim como com a abertura de representaes tcnicas e comerciais voltadas para

a venda e manuteno dos receptores GPS.


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Para saber mais

Quando o governo norte-americano autorizou o uso civil do sistema GPS, oDepartamento de Defesa implantou um erro artificial no sistema chamado

Disponibilidade Seletiva, para resguardar a segurana interna do pas. ADisponibilidade Seletiva foi cancelada por um decreto do Presidente Clinton,em maio de 2000, pois o contnuo desenvolvimento tecnolgico permitiu aoDepartamento de Defesa obstruir a preciso do Sistema onde e quando osinteresses americanos exigissem. Com o decreto, o erro mdio de 100metrosna localizao do receptor ficou dez vezes menor.

Definio e objetivosdo sistema GPS

OSistema de Posicionamento Global, conhecido por GPS (Global Positioning System)ou NAVSTAR-GPS (Navigation Satellite with Time And Ranging), um sistema deradionavegao desenvolvido pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos da

Amrica, visando inicialmente ser o principal sistema de navegao do exrcito americano.

Figura 1 Satlite GPS NAVSTAR.

Fonte:Nasa


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Atividade 1

Esse sistema est programado para nos fornecer coordenadas bi ou tridimensionaisde pontos no terreno, bem como a velocidade e direo com que nos deslocamos entrepontos. O GPS tem como objetivo auxiliar as atividades de navegao e realizao delevantamentos geodsicos e topogrficos. O sistema opera ininterruptamente, 24 horas pordia, independentemente das condies meteorolgicas (muito embora essas condies possam

provocar algum tipo de interferncia na qualidade dos resultados do levantamento).

Figura 2 Concepo artstica da constelao de satlites GPS.

Fonte:.Acessoem:6fev.2009.

O sistema programado para que pelo menos 4 satlites possam ser observados a qualquer

momento do dia e em qualquer parte do planeta. Assim, o sistema GPS garante a determinao

de posio 24 horas do dia, em qualquer lugar do planeta em que esteja o observador.

O Sistema de Posicionamento Global (GPS) uma tecnologia que tem provocado

grande impacto na sociedade. O que motivou o desenvolvimento desse sistema?


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1

2

3

4

R - 1R - 2

R - 4

R - 3

P

Princpio de funcionamentodo sistema GPS

Omodelo adotado pelo sistema GPS fundamenta-se na determinao da distncia entreum ponto denominado receptore os pontos de referncia, que so os satlites. Assim,

conhecendo-se a distncia que separa o receptor de trs pontos de referncia, outrs satlites, pode-se determinar a posio relativa do receptor atravs da interseo de trscircunferncias cujos raios so as distncias medidas entre o receptor e os satlites.

Podemos ver que os princpios bsicos de funcionamento do GPS so bastante simples,

apesar dessa tecnologia empregar equipamentos complexos e de alta tecnologia. Todo osistema tem como base a triangulao dos satlites, cujos sinais o usurio pode receber atravs

de receptores de vrios tipos.

Cada satlite emite um sinal codificado que o identifica. O aparelho receptor interpreta osinal enviado e calcula a distncia do receptor at o satlite que emitiu o sinal. Esse clculo efetuado em funo do tempo que o sinal demora at chegar ao receptor, sabendo-se que viaja

velocidade da luz (tempo demorado 300.000km/h= distncia). Como essa velocidade muito alta, o sistema utiliza relgios da mais alta preciso. Os satlites dispem de relgiosatmicos, considerados atualmente como o instrumento de medio de tempo mais precisodesenvolvido pelo homem.

O clculo de cada posio obtido com a interseco das medies realizadas pelossatlites. Com a interseco de apenas trs destes satlites, possvel calcular uma posio

em duas dimenses (clculo da latitude e da longitude). Contudo, para que o clculo dessasposies seja perfeito, no podero existir erros nas medies de tempo efetuadas. Coma interseco de mais um satlite, j possvel obter posies a trs dimenses (latitude,longitude e altitude). Embora possa ocorrer algum erro num dos clculos, ele facilmentediludo no conjunto das quatro medies.

Figura 3 Determinao das coordenadas do ponto P, a partir das coordenadas de 4 satlites.


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RECEPTOR

GPS

Coordenadas emWGS-84

Coordenadas emoutro sistema

Transformao ps-processamento

SAD-69

SAD-69Crrego Alegre

Crrego Alegre

Para identificao da posio de pontos ou locais de interesse, o sistema GPS utiliza-sedas coordenadas dos seus satlites. Essas coordenadas esto referenciadas a um sistemageodsico (ver Aula 6, Forma e dimenses da Terra, da disciplina Leituras Cartogrficase Interpretaes Estatsticas I). Esse o mesmo sistema utilizado pelo receptor GPS paraprocessar os dados recebidos e determinar as coordenadas dos pontos de interesse.

O GPS utiliza um sistema de referncia tridimensional para a determinao da posiode um ponto da superfcie da Terra ou prximo a ela. As coordenadas dessas posies soadquiridas no sistema geodsico WGS-84, ao qual o GPS encontra-se referido. No entanto, ousurio pode selecionar, no receptor ou no processamento, outro sistema de referncia paraapresentao das coordenadas.

Na Figura a seguir podemos observar que, mesmo com o GPS operando em WGS-84, possvel obter as coordenadas em qualquer sistema de referncia, seja utilizando os parmetros

de transformao durante o processamento ou o aplicativo que existe no prprio aparelhoreceptor com este objetivo.

Figura 4 Aquisio das coordenadas em outros sistemas de referncia.

Caractersticas do sistema GPS

O sistema GPS dividido em trs segmentos funcionais distintos:

Segmento espacial;

Segmento de controle;

Segmento do usurio.


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Figura 5 Segmentos do sistema GPS.

Segmento espacialEsse segmento composto por 24satlites em uso mais 4sobressalentes prontos para

entrar em operao, alm de outros satlites que esto no solo e prontos para serem lanados.

Os satlites encontram-se em 6planos de rbitas circulares, com pontos de cruzamentonas longitudes 0,60, 120, 180, 240e 300, numa altitude de aproximadamente 20.200km,em perodos de 12horas e inclinao de 55. Isso garante, no mnimo, 4satlites visveis aqualquer hora e em qualquer lugar do planeta.

Figura 6 Constelaes de satlites GPS.

Fonte:.

Acessoem:6fev.

2009.


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Segmento de controleEsse segmento constitudo por estaes terrestres que ficam sob controle do

Departamento de Defesa Americano. Elas tm o objetivo de monitorar, corrigir e garantir ofuncionamento do sistema. O segmento possui um centro de controle e vrios centros de

monitorao de sinais dos satlites. Com base nesses dados, modifica parmetros orbitais,caso seja necessrio.

As estaes de controle e monitoramento esto localizadas em Kwajalein, nas IlhasMarshall; na Ilha de Ascension, no Oceano Atlntico; no Hava; em Diego Garcia, no Oceanondico; e no Colorado, Estados Unidos (a principal delas). As estaes so de propriedade daFora Area Americana; alm destas, o sistema GPS possui outras estaes de monitoramento.

Figura 7 Distribuio das estaes de controle no mundo.

Segmento do usurioO Segmento do usurio constitudo pelos receptores, que podem variar de tamanho,

modelo e fabricante, mas principalmente em qualidade de recepo. Est associado s

aplicaes do sistema. Refere-se a tudo que se relaciona com a comunidade usuria, osdiversos tipos de receptores e os mtodos de posicionamento por eles utilizados.


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Receptores

Quando ns falamos sobre um GPS, estamos fazendo referncia a um receptor GPS.Esses receptores coletam dados enviados pelos satlites, transformando-os em

coordenadas, distncias, tempo, deslocamento e velocidade, atravs de processamento

em tempo real ou a posteriori (ps-processamento).

A categoria de usurios pode ser dividida em duas categorias: civil e militar. Atualmente,

h uma grande quantidade de receptores no mercado civil, para as mais diversas aplicaes,com destaque para a Cartografia e Geodsia.

Alm de receber e decodificar os sinais dos satlites, os receptores so verdadeiroscomputadores que permitem vrias opes: referncias; sistemas de medidas; sistemasde coordenadas; armazenamento de dados; troca de dados com outro receptor ou com umcomputador etc. Alguns desses modelos possuem arquivos com mapas gravados em sua

memria, o que facilita bastante a navegao e a localizao de pontos.

Figura 8 Exemplos de aparelhos receptores.

Principais caractersticas do receptorOs principais componentes de um receptor GPS, tal como mostrado na figura a seguir,

so, de acordo com Seeber (1993):

Antena com pr-amplificador;

Seo de radiofrequncia para identificao e processamento do sinal;

Microprocessador para controle do receptor, amostragem e processamento dos dados;

Oscilador;


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ANTENA

EPR-

AMPLIFICADOR

PROCESSADORDE SINAL

RASTREADORDA FASE

OSCILADOR

MICRO-PROCESSADOR

MEMRIA

RASTREADORDO CDIGO

SUPRIMENTODE ENERGIA

EXTERNA

UNIDADE DECOMANDOS E

DISPLAY

DESCARREGADOREXTERNODE DADOS

Interface para o usurio, painel de exibio e comandos;

Proviso de energia;

Memria para armazenar os dados.

Figura 9 Principais componentes de um sistema receptor de GPS.

As principais funes dos receptores so:

Armazenar coordenadas extradas de um documento cartogrfico, de um relatrio ouobtidas pela leitura direta de sua posio;

Os pontos podem ser combinados formando rotas que, quando ativadas, permitem que oreceptor analise os dados e informe, por exemplo, o tempo; horrio provvel de chegada

e distncia at o prximo ponto; horrio do nascer e do pr-do-sol; rumo que se devemanter para chegar ao ponto de interesse e muito mais;

As coordenadas dos pontos podem ser obtidas com o receptor GPS no modo contnuo,definindo os caminhos percorridos pelo usurio. Nesse modo, o receptor tambminformar horrio do nascer e do pr-do-sol, rumo e distncia ao ponto de interesse,velocidade e rumo do deslocamento.

A posio da antena do receptor GPS tambm uma caracterstica importante, pois

a partir da posio da antena que se identifica o ponto no terreno o qual se deseja obteras coordenadas.


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Atividade 2

1

2

sua

resposta1.

2.

a b

Quantos satlites so necessrios para nos fornecer uma leitura precisa

da nossa posio na superfcie da Terra? Por que essa quantidade?

Explique o princpio de funcionamento do sistema GPS.

Figura 10 Ponto no terreno materializado por meio da posio da antena do receptor do GPS. a) receptorcom antena integrada; e b) receptor com antena externa.


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Classificao dos receptores

O sistema GPS classifica os receptores segundo o uso, aplicao e tipo de dadosdisponibilizado por eles. No entanto, segundo Mnico (2000), mais importante do que a

classificao a definio do que se deseja fazer e a preciso para tal aplicao.

Tabela 1 Uso aplicao e tipo de dados dos GPS

Uso Aplicao Caractersticas

MILITAR

CIVIL

Navegao

Geodsia

Topografia

SIG

Receptor de tempo

Quanto ao tipo de antena

Quanto ao nmero de portadoras

Quanto ao cdigo

Capacidade de memria para armazenamentode dados

Interface com o usurio

Tempo de operao

Fonte:Albuquerque e Santos (2003, p. 12).

A Figura 11 mostra as aplicaes bsicas do GPS, ou seja, os usos terrestres, martimos

e aeroespaciais.

Figura 11 Aplicaes bsicas do sistema GPS.


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Medindo distncias com GPS

C

omo vimos anteriormente, um receptor GPS calcula a distncia at os satlites GPScronometrando o tempo de viagem de um sinal do satlite ao receptor. Em determinado

momento, o satlite comea a transmitir um padro digital longo, chamado cdigopseudoaleatrio.O receptor produz o mesmo padro digital, exatamente no mesmo horrio. O

sinal do satlite chega ao receptor com um atraso em relao ao padro por ele produzido.

A extenso do atraso igual ao tempo de viagem do sinal. O receptor multiplica essetempo pela velocidade da luz para determinar qual distncia o sinal viajou. Supondo que o sinal

tenha viajado em linha reta, essa a distncia do receptor at o satlite.

Para realizar essa medio, tanto o receptor quanto o satlite necessitam de relgios quepodem ser sincronizados no nvel do nanossegundo. Para criar um sistema de posicionamento

via satlite utilizando somente relgios sincronizados, ns necessitaramos de relgios atmicos

em todos os satlites e no prprio receptor. Porm, os relgios atmicos custam entre US$ 50mil e US$100 mil, o que os torna completamente inviveis para o consumidor comum.

Como resolver essa questo?O sistema de posicionamento global tem uma soluo inteligente e eficaz para esse

problema. Cada satlite contm um relgio atmico caro, mas o receptor em si utiliza umrelgio de quartzocomum idntico ao que usamos no pulso, que reiniciado constantemente.

O receptor observa os sinais provenientes de quatro ou mais satlites e ajusta sua prpriaimpreciso. Em outras palavras, existe apenas um valor para o horrio atual que o receptor

pode utilizar. O valor correto de hora far com que todos os sinais que o receptor est recebendoalinhem-se em um nico ponto no espao. Esse valor de hora o mesmo dos relgios atmicos

em todos os satlites. Assim, o receptor ajusta seu relgio de acordo com esse valor de hora e

passa a ter a mesma hora que todos os relgios atmicos tm em todos os satlites. O receptor

GPS tem a preciso de um relgio atmico independente.

Como isso acontece?Quando ns medimos a distncia de quatro satlites, podemos desenhar quatro esferas

que se cruzam em algum ponto. Trs esferas sempre iro se cruzar, mesmo que seus nmeros

estejam muito incorretos; no entanto, quatro esferas no se cruzaro em nenhum ponto se algumamedida estiver incorreta. Como o receptor faz todas as suas medidas de distncia utilizando seu

prprio relgio embutido, todas as distncias estaro proporcionalmente incorretas.

O receptor pode calcular facilmente o ajuste necessrio que faz com que as quatro esferas

se cruzem em um mesmo ponto. Baseado nisso, o receptor reinicia o seu relgio para queele coincida com o relgio atmico do satlite fazendo isso sempre que est ligado , o quesignifica que ele quase to preciso quanto os relgios atmicos dos satlites.


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Figura 12 Posio medida pela interseco do sinal de 4 satlites.

Para que a informao da distncia seja til, o receptor tambm tem que saber ondeos satlites esto. Isso fcil, considerando que eles viajam em rbitas muito elevadas eprevisveis. O receptor GPS simplesmente armazena um almanaque, que lhe diz onde cadasatlite deveria estar em qualquer momento determinado. Elementos como a atrao da Luae do Sol mudam ligeiramente as rbitas dos satlites, mas o Departamento de Defesa dosEstados Unidos monitora constantemente suas posies exatas e transmite quaisquer eventuais

ajustes a todos os receptores GPS, como parte dos sinais dos satlites.

Um receptor GPS padro no s nos situar no mapa em um determinado local, comotambm ir traar nosso caminho por um mapa medida que nos movemos. Se deixarmos oreceptor ligado, ele poder permanecer em constante comunicao com os satlites GPS para

ver como a nossa posio est mudando. Com essas informaes e com seu relgio interno,o receptor pode nos dar diversas informaes importantes:

Qual a distncia percorrida;

Tempo de viagem;

Velocidade atual;

Velocidade mdia;

Uma trilha que mostra no mapa exatamente o caminho percorrido;

O tempo estimado para percorrer uma determinada distncia considerando a velocidadeconstante.


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Preciso e fontesde erros do sistema GPS

A preciso de uma medida GPS funo de diversos fatores, que esto associadosdiretamente s especificaes do sistema, s condies operacionais, s caractersticas doreceptor e ao objetivo do trabalho.

Quanto aos fatores ligados diretamente ao sistema:

Cdigos utilizados pelo sistema GPS

O GPS disponibiliza dois tipos de servios, que so conhecidos como:

- Standard Positioning Service - SPS (Servio de posicionamento padro)

- Precision Positioning Service PPS (Servio de posicionamento preciso)

O sistema disponvel para todos os usurios no mundo o SPS. Esse sistema permiteque o usurio utilize-se do sistema GPS sem que tenha que pagar qualquer taxa para isso.At maio de 2000, era responsvel pela baixa preciso das medidas. Contudo, em 10de maiode 2000 o governo americano desativou um cdigo que provocava imprecises nos dados,denominado Selective Availability AS, melhorando significativamente a preciso das medidas.

As precises horizontal e vertical, com cdigo AS, eram de 100e156metros, respectivamente;

sem cdigo AS, giram em torno de 10metros.

Outros cdigos utilizados pelo sistema so:

Cdigo Anti Spoofing - AS: processo criptogrfico de um cdigo denominado cdigo P,

disponvel apenas para usurios autorizados, que o sistema utiliza para evitar imitaes.Assim, impede que os dados gravados forneam coordenadas bem precisas.

Cdigo Coarse Acquisition- CA: faz parte de um conjunto de cdigos que permitem arpida distino dos sinais recebidos de vrios satlites. responsvel pela recepo demedidas de distncias pelos usurios; medidas essas que permitem atingir a precisodefinida no SPS.

Cdigo P: utilizado pelas Foras Armadas Americanas e usurios autorizados.

Tabela 2 Servios e cdigos utilizados pelo sistema GPS.

Cdigo Servios Funo

SPS Servio de posicionamento e tempo padro disponvel para qualquer usurio.PPS Servio de posicionamento disponvel para fins militares e usurios autorizados.

AS Quando ligado no permite o acesso ao cdigo P, para evitar fraudes com ele.

SAImplementado a partir de maro de 1990, tem como objetivo reduzir propositalmente aqualidade da determinao quando para os usurios no autorizados.

CAUtilizado para distinguir os sinais enviados pelos satlites e pela qualidade dadeterminao de posio no modo SPS.

PCdigo reservado s aplicaes militares e usurios autorizados. Tomam as medidasmais precisas.

Fonte:AlbuquerqueeSantos(2003,p.14).


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Atividade 3

Sinal chegando do satlite

Sinal chegando do satlite

Sinal refletido

Antena

As principais fontes de imprecises nos dados obtidos do sistema GPS so provocadas por:

Erros nos satlites relacionados a problemas com a rbita;

Diferena entre o relgio do satlite e do receptor;

Erros de propagao do sinal, provocados por refrao atmosfrica e ionosfrica; sinaisrefletidos por alvos vizinhos;

Rotao da Terra.

Essas imprecises provocam deslocamentos de coordenadas do satlite, erros do relgio,

erros de estao (representado por erros nas coordenadas), mars terrestres, movimento dopolo, carga dos oceanos e presso da atmosfera, erro de operao, entre outros.

Figura 13 Exemplo de erro provocado por sinal refletido de um alvo vizinho, tambm chamadomulticaminhamento.

Como pudemos ver, as posies fornecidas pelo sistema GPS so baseadasna medio da distncia entre os satlites e os aparelhos receptores que ns,usurios, transportamos quando desejamos obter esse dado. As posies socalculadas com base no tempo que o sinal gasta para percorrer o espao entreos satlites e os receptores. Considerando que a velocidade da luz 299.792,458

metros por segundo ou 1.079.252.848,8quilmetros por hora, o que vocimagina que aconteceria se o relgio atmico de alta preciso existente nossatlites contivesse uma impreciso de milsimos e dcimos de segundo?


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Planejamento e operaode medidas com GPS

Planejar uma medida com GPS exigir do usurio do sistema os seguintes cuidados:

1) Definir que tipo de unidade ser usada para expressar as coordenadas. Por exemplo:

Latitude e longitude em graus, minutos e segundos;

Coordenadas mtricas em UTM; e

Outros tipos de coordenadas disponibilizadas pelo receptor.

2) Definir o sistema geodsico de referncia (Datum)

3) Definir a hora da medio e o tempo de coleta

Quando se trata de navegao, impossvel impor a hora da medida. Isso porque odeslocamento no ocorrer necessariamente quando a constelao assegura um bomposicionamento dos satlites. Para trabalhos topogrficos, importante escolher um horrioque assegure o maior nmero de satlites visveis, a melhor constelao, e, consequentemente,

maior preciso nas medidas.4) Localizao do ponto

Nem sempre possvel escolher um local ideal para medio de um ponto. Quando seutiliza o GPS para navegao, alguns dos pontos medidos podem estar prejudicados pelasombra de obstculos e multicaminhamentos, considerando que nesses casos o equipamento

est recebendo sinais e determinando uma coordenada a cada segundo.


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Atividade 4

sua

resp

osta

Para levantamentos topogrficos, possvel estabelecer critrios para a escolha

desses pontos:

Escolha um ponto onde no haja sombras ou obstculos que impeam a aquisio dossinais transmitidos pelos satlites;

Assegure-se de que o ponto escolhido esteja longe de estruturas que reflitam o sinal;

Procure deixar o ponto que foi medido materializado no terreno, para possvel confernciaou futura utilizao;

Os pontos escolhidos devem, preferencialmente, ocupar locais de acesso fcil, quepossam ser alcanados por algum tipo de transporte;

No realizar aquisies de dados com cu encoberto por nuvens carregadas tipo Cumulus

Nimbus CB.

Alm da cartografia, o sistema GPS tem tido aplicao em diversas reas doconhecimento. Em que outras reas esse sistema tem sido empregado comsucesso?


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Atividade 5

a b c

Figura 14 Constelaes de satlites e obstculos da antena. (a) Satlites prximos - menor preciso; (b) boa posio dos satlites;(c) obstculos ao horizonte da antena.

Normalmente, quando algum nos diz que realizou um levantamento com umGPS, est se referindo ao aparelho porttil. O aparelho apenas uma parte do

sistema que, como vimos, formado por vrios segmentos. Descreva essessegmentos, destacando a funo de cada um deles.

5) Colocao da antena

Sempre que a coleta for destinada a levantamentos, a antena do GPS deve ficar naposio vertical. Quando for empregado um GPS de mo para realizar levantamentos expeditos,

devemos utilizar uma antena externa. Entretanto, se esse receptor no permitir essa colocao,

devemos segur-lo com a palma da mo o mais horizontal possvel.

6) Quanto ao tipo do receptor

A escolha do receptor leva em considerao os objetivos do levantamento. Isso estcondicionado s caractersticas do equipamento: ao nmero de frequncias, capacidade dearmazenamento de dados, ao tempo de operao, ao tipo de antena, alimentao do sistema,

dentre outras caractersticas.


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sua

resp

osta

Leituras complementares

Para consultas adicionais, existem vrios sites na internet que contm informaes sobre

o sistema GPS. Aqui esto alguns para que voc se aprofunde um pouco mais.

GARMIN. What is GPS?Disponvel em: . Acesso em: 10

fev. 2009.

DANA, Peter. Global positioning system overview. 2000. Disponvel em: . Acesso em: 6 fev. 2009.

ASHTEC. Disponvel em: . Acesso em: 6 fev. 2009.

TRIMBLE. Disponvel em: . Acesso em: 6 fev. 2009.

SISTEMA DE POSICIONAMENTO GLOBAL GPS. Disponvel em: . Acesso em: 6 fev. 2009.

CASTRO JNIOR, Rodolfo Moreira de (Coord.). Laboratrio de topografia e cartografia.Goiabeiras, ES: UFES, [2009?]. Disponvel em: . Acesso em: 6 fev. 2009.


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Resumo

1

2

Nesta aula, voc viu que o Sistema de Posicionamento Global, conhecido por

GPS (do acrnimo do ingls Global Positioning System), um sistema deposicionamento por satlite americano, utilizado para determinao da posiode um receptor na superfcie da Terra ou em rbita. Voc estudou, tambm,os principais conceitos dessa geotecnologia; alm disso, mostramos a grandeimportncia que esse sistema tem exercido na vida das pessoas, em suas atividades

de localizao e principalmente no levantamento de dados para o mapeamento.

Autoavaliao

Agora que voc estudou os conceitos bsicos do Sistema de Posicionamento Global(GPS), podemos ter uma ideia do impacto que esse sistema provocou nas cincias que estudam

fenmenos ou objetos que possuem uma expresso espacial. Baseando-se nisso, colocamosalgumas questes para a autoavaliao.

O que o Sistema de Posicionamento Global, o que motivou o seu desenvolvimento

e o que provocou o interesse do usurio civil por essa tecnologia?

Em termos mais especficos, quais os ganhos que o Sistema GPS trouxe para a

Cincia Cartogrfica e para a Geografia?


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Referncias

ALBUQUERQUE, Paulo Csar Gurgel de; SANTOS, Cludia Cristina do. GPS para iniciantes: mini

curso. In:SIMPSIO BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO, 11., 2003, Belo Horizonte. Anais...Belo Horizonte: Ministrio da Cincia e Tecnologia/INPE, 2003.

INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATSICA IBGE. Mapa geoidal do Brasil. Riode Janeiro, 1992.

LEICK, A. GPS satellite surveying. Canada: Wiley, 1990.

COLLINSCHONN, Walter. HIDP 23 geoprocessamento: aulas: material complementar GPS.Disponvel em: . Acesso em:6 fev. 2009.

MONICO, J. F. G. Posicionamento pelo NAVSTAR-GPS: descrio, fundamentos e aplicaes.So Paulo: Editora UNESP, 2000.

SEEBER, G. Satellite geodesy: foundations, methods, and applications.Berlim: Walter de Gruyter e Co, 1993.

VASCONCELLOS, J. C. P. Posicionamento terrestre por satlites NAVSTAR/GPS: apostila. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE CARTOGRAFIA, 17., 1995, Salvador. Anais... Salvador, 1995.

Quais os cuidados que devemos observar para que o sistema GPS realmente possa

ser uma fonte confivel de dados em que a Cartografia possa se apoiar para produzir

documentos de boa qualidade?

Depois do que mostramos nessa aula, voc visualiza algum potencial didtico nosistema GPS? Justifique a sua resposta.


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Anotaes


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Anotaes


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EMENTA

> Edilson Alves de Carvalho

> Paulo Csar de Arajo

Leituras Cartogrficas e Interpretaes Estatsticas II GEOGRAFIA

AUTORES

AULAS

1Semestrede2008

Impressopor:Grfi

ca

01 Maquetes: as representaes do relevo em terceira dimenso

02 As representaes tridimensionais digitais do relevo

03 Os cartogramas temticos qualitativos e a anlise geogrfica

04 Bases estatsticas para as representaes cartogrficas quantitativas

05 Os cartogramas temticos quantitativos

06 O globo terrestre e seu uso no ensino da Geografia

07

08 Noes bsicas de sistema de posicionamento global GPS

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apostila geodésia

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