LOGOFQA

U n i d a d e 1 d e F Q A – N í v e l 2

GPS e MCUSatélites e Movimento Circular Uniforme

Marília Peres e Rosa Pais

2

Índice

GPS - Sistema de Posicionamento Global1

Coordenadas e Relógios2

Satélites Geoestacionários3

Movimento Circular Uniforme4

3

GPS

GPS“Global Positioning Sistem”

Sistema de Posicionamento Global

4

GPS

Estação de Controlo:Monitoriza a orbita de cada satélite.

(As alterações são devidas à atracção gravitacional e à pressão da radiação solar

Utilizadores:

Recebem sinais de 4 satélites, o que se traduz

na informação de: coordenadas de posição;

velocidade e cronometragem.

Segmento Espacial

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GPS

Segmento Espacial: Constelação de 24 satélites, que distam cerca de 20 200 km da superfície terrestre.

6 órbitas diferentes, com 4 satélites em cada órbita

6

GPS

7

GPS - Método de Triangulação

O receptor mede a distância ao satélite 1.

O navegante pode estar em qualquer

ponto da circunferência.

O receptor mede a distância ao satélite 2. O navegante só pode estar nos pontos de intercepção das duas

circunferências

O receptor mede a distância ao satélite 3. A sua posição só

pode estar na intercepção das 3 circunferências

Existe um quarto satélite para sincronizar os relógios que estão a bordo dos satélites.

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GPS - Método de Triangulação

Fonte: Porto Editora

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GPS

O satélite envia um sinal que contém informação sobre a sua posição na órbita e a “hora” t marcada no seu relógio atómico. O receptor sincroniza o seu sinal 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.Multiplicando o intervalo de tempo pela velocidade do sinal (≃3x108 ms-1)sabemos qual é a distância entre o receptor e o satélite.

d = c x ∆t

O GPS utiliza a intersecção de esferas para determinar a posiçãotridimensional cujas coordenadas são a latitude, a longitude e a

altitude.

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Coordenadas Geográficas

É o arco do meridiano ou o valor do ângulo ao centro da Terra, expresso em graus, medido entre o equador e o paralelo que passa pelo local.

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Coordenadas Geográficas

É o arco do equador ou o valor do ângulo ao centro

da Terra, expresso em graus, medido entre o o

meridiano que passa pelo local e o meridiano de

Greenwich (em Inglaterra).

É o comprimento do segmento compreendido entre o nível médio das águas do mar e do local considerado.

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Tempo

A posição dos satélites do sistema GPS deve ser conhecida com grande exactidão.

Basta que haja um desvio de 10-6 s entre os relógios de dois satélites, para que a posição de um ponto à superfície da Terra seja afectada pela incerteza de 300 m .

Utiliza-se um quarto satélite cujo sinal serve para sincronizar os relógios atómicos (altamente precisos) que estão a bordo dos satélites e os cronómetros de quartzo menos precisos dos receptores.

Tipos de relógio:- mecânicos (incerteza de 100 ms/dia)- de quartzo (incerteza de 0,1 ms/dia)- atómicos (incerteza de 0,1 s/dia)µ

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Tempo

Relógios Mecânicos:

Podem resultar do movimento de um pêndulo, do desenrolamento de um mola em espiral ou de outro mecanismo mais complexo.

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Tempo

Relógios de Quartzo:

Baseiam-se nas oscilações de átomos de silício, que são muito regulares.

O cristal de quartzo, quando recebe uma ddp, torna-se num oscilador.

Estes relógios são muito sensíveis à temperatura.

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Tempo

Relógios Atómicos:Quando um átomo de césio recebe uma radiação (de microondas), este excita-se e ocorre um transição de electrões entre dois níveis energéticos. Posteriormente estes átomos emitem uma radiação comuma frequência característica.

É um oscilador de quartzo que reguila o gerador de microondas e que estabiliza com radiação emitida pelo césio, que produz os sinais do relógio atómico.

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GPS

- Localizar;

- conduzir ao longo de um percurso;

- navegar;

- mapear;

- medir tempos.

Recebe os sinais emitidos por quatro satélites e faz o processamento do dados traduzindo-os em:

- Coordenadas de posição

- Valores de velocidade

- Cronometragem do tempo

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GPSPáginas do GARMIN Geko 101:

Menu Satellites Map Pointer Waypoint

Guarda a localização actual como waypoint Gestão de waypoints Formatação do tempo Unidades Definições

Estado Precisão da posição actualIntensidade do sinal dos satélites

Waypoints Trajectória (track) Escala

Waypoint-coordenadas de um local de determinada trajectória

Próximo waypoint Distância até ao waypoint Direcção até ao waypoint Velocidade

Símbolo Nome (até 6 letras) Altitude Coordenadas