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CENTRO UNIVERSITÁRIO NOSSA SENHORA DO PATROCÍNIOCENTRO UNIVERSITÁRIO NOSSA SENHORA DO PATROCÍNIO

GPSGPSSistema de Posicionamento GlobalSistema de Posicionamento Global

GPS - Sistema de Posicionamento Global GPS - Sistema de Posicionamento Global

sofisticado sistema eletrônico de navegação, baseado em uma rede de satélites, que emitem ondas de rádio captadas por equipamentos receptores que decodificam o sinal, calculam a posição, permitindo a localização instantânea em qualquer ponto da Terra.

principais objetivos

- auxílio à radionavegação em três dimensões com precisão;

- navegação em tempo real;

- alta imunidade a interferências;

- cobertura global, 24 horas por dia;

- rápida obtenção das informações transmitidas pelos satélites.

• Latitude: posição em relação ao meridiano de Greenwich;• Longitude: posição em relação à linha do Equador;• Altitude: considerando o planeta terra como esfera.


constituído por 3 segmentos ou componentes:

1º - Segmento Espacial (satélites);

2º - Segmento de Controle (estações terrestres);

3º - Segmento Usuário (receptores de GPS).


Segmento Espacial

Segmento do Usuário Estações de MonitoramentoDiego Garcia Ascension Is. Kwajalein Hawaii

Segmento de Controle

Colorado Springs


Segmento Espacial (satélites)

• 24 satélites NAVSTAR ou Space Vehicles (SVs) ;

• 6 planos orbitais com 55° de inclinação em relação ao Equador;

• altura de aproximadamente 20.200 km acima da Terra;

• tempo de Revolução 11:58 min;

• cálculo da posição depende do sinal de apenas quatro satélites


• controlado pela estação mestre – Colorado Springs;

• 5 estações rastreadoras fixas;

• localizadas nas proximidades da linha do Equador;

• retransmite o sinal e monitora movimento orbital dos satélites;

• corrige a posição dos satélites (efemérides) e dos relógios (clocks);

• reprograma o sistema com o padrão necessário.

Segmento de Controle (estações terrestres)


Segmento Usuário (receptores e comunidades de usuários GPS)

• receptores de rádio (GPS) - unidades de processamento capaz de decodificar em tempo real as informações enviadas pelo satélite e calcular a sua posição

• converte os sinais dos satélites em posição, velocidade, e tempo estimado;

• quatro satélites (mínimo) são necessários para calcular as quatro dimensões: x, y, z (posição) e t (tempo);


O GPS fornece dois serviços de posicionamento em tempo real :

• SPS - “Standard Positioning Service”

• PPS - “Precise Positioning Service”

Onda C/A:

Onda P:

Tipos de ondas usadas pelos satélites

Posicionamento

• posição (x, y, z) determinada com os valores da distância de três posições diferentes conhecidas pelo método de triangulação;

• distância calculada multiplicando o tempo que o sinal demora para chegar, pela velocidade a que este viaja (a velocidade da luz).


Método de triangulação


Cálculo da Posição

1º medição:

- equação matemática a partir da distâncias a vários satélites;

- fornece a posição sobre a superfície de uma esfera

20.000 km

4 incógnitas: Latitude Longitude Altitude Tempo

São necessárias 4 equações

Estamos em algum ponto sobre a esfera

2º medição:

fornece como solução a interseção entre duas esferas: uma circunferência

Interseção:circunferência

20.000 km

21.000 km



3ª medição:

- dois pontos são suficientes para determinar a posição.

- descartar um dos pontos (solução) que é uma solução impossível, no espaço ou em alta velocidade.

A interseção de três esferas são só dois pontos


4ª medição:- permite resolver (remover) o erro do clock;

- (tempo) do receptor;- aponta para só um dos pontos

Patos

10 Km 25 Km

Malta

Patos

10 Km

Santa Terezinha

Patos

Malta

10 Km

25 Km

15 Km

O princípio da Trilateração


aparelho de GPS recebendo sinais de quatro satélites


Estrutura do sinal GPS


Métodos de Posicionamento

• Posicionamento por Ponto ou Absoluto

• Posicionamento Diferencial (DGPS)

• Posicionamento Relativo

• Posicionamento relativo estático;

- Rápido

- Posicionamento relativo em tempo real;

- GPS Diferencial (DGPS);

- Cinemático.

- Posicionamento por Ponto ou Absoluto:

• Erros do relógio do satélite;

• Atmosfera;

• Multitrajetória ou Multicaminhamento;

• Erros de recepção;

• Disponibilidade Seletiva - SA (Selective Avaibility);

• Anti-spoofing (AS)

Erros de posicionamento do GPS


• receptores de uso geral não tem precisão (erro de 15 a 100 metros);

• sinais dos satélites têm dificuldades para penetrar vegetação muito densa, vales estreitos, cavernas, sob a água, montanhas altas ou edifícios muito próximos de outros

• Aparelho alimentado por fonte de energia (bateria ou rede elétrica)

Limitações do GPS

• coleta de dados dentro de cidades;• posicionamento rápido e preciso de construções, prédios, pontes, viadutos, praças, e pontos mais precisos como localização de pilares, paredes, passagens, monumentos arquitetônicos, etc.• acumular informações de localização e altitude de vários pontos seqüenciais;• base de dados para geração de imagens tridimensionais e mapas que podem ser apresentados instantaneamente, com alta precisão e confiabilidade.


Aplicações na Arquitetura e Urbanismo

2 Pontos Fixos

Utilizado para georreferenciamento de poligonais que posteriormente serão utilizadas em outros equipamentos de precisão como Estação Total.

GPS GEODÉSICOGPS GEODÉSICO

GPS GEODÉSICOGPS GEODÉSICO

1 Ponto Fixo e 1 Móvel

Utilização semelhante ao anterior com a possibilidade de levantamento de outros pontos com apenas o deslocamento do aparelho móvel.

Equipamento que utiliza os dados coletados pelo GPS Geodésico para dar continuidade a levantamentos topográficos, locação de obras, e outros serviços de locação e medição.

ESTAÇÃO TOTALESTAÇÃO TOTAL

O Google tem disponibilizado ferramentas que utilizam GPS e Internet para uso em celulares possibilitando a localização de usuários e orientação através de mapas.

CELULARESCELULARES

Rastreamento feito diretamente pelo usuário através de seu computador ou celular através da Internet.

LOCALIZADOR VEICULARLOCALIZADOR VEICULAR

Monitoramento de veículos GIS

Levantamentos geodésicos Reflorestamento

Exploração de óleo Orientação de máquinas

Navegação terrestre Cadastro

Navegação marítima Polícia

Mapeamento Reconhecimento

Hidrografia Serviços

Aproximação e decolagem aeronaves Caminhadas

Uso militar Uso científico

Esportes Agricultura

Turismo Telefonia celular

Outras aplicações


BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIA

http://www.cienciaviva.pt/latlong/anterior/gps.asp

http://astro.if.ufrgs.br/coord.htm

http://www.arvm.org/gps/historico.html

http://www.astronautix.com/project/navstar.htm

http://www.gps.gov/

Glossário:

http://www.gmat.unsw.edu.au/snap/gps/glossary_a-c.htm

http://www.cienciaviva.pt/latlong/anterior/gps.asp

http://astro.if.ufrgs.br/coord.htm

http://www.arvm.org/gps/historico.html

http://www.astronautix.com/project/navstar.htm

http://www.gps.gov/

http://www.gmat.unsw.edu.au/snap/gps/glossary_a-c.htm

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ADRIANA FRANCO Nº 01ANDRÉ RICARDO SILVA Nº 05

AUGUSTO AP. VICENZIO Nº 06FABIO FELIPE Nº 12 LUIZ ANDRÉ SARTORI Nº 29FERNANDO LEÇA Nº 39

9° SEM.

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