gps ( global positioning system )

GPS (GPS (Global Positioning SystemGlobal Positioning System))

Sistema de Posicionamento GlobalSistema de Posicionamento Global

SEGMENTO ESPACIALSEGMENTO ESPACIAL

• O sistema O sistema NAVSTARNAVSTAR (sigla (sigla para para NavNavigation igation SSatellite atellite TTiming iming aand nd RRanginganging) é ) é constituído por constituído por 24 satélites24 satélites. .

Em qualquer ponto da Terra há sempre 4 satélites visíveis.

GPS – Sistema de Posicionamento GlobalGPS – Sistema de Posicionamento GlobalComposiçãoComposição


SEGMENTO CONTROLOSEGMENTO CONTROLO

As As estações de monitorizaçãoestações de monitorização em Terra (de observação e controlo dos em Terra (de observação e controlo dos satélites);satélites);

Fazem pequenos ajustes nos dados (posição e tempo) que os satélites GPS Fazem pequenos ajustes nos dados (posição e tempo) que os satélites GPS enviam para que a posição determinada pelos receptores seja sempre a mais enviam para que a posição determinada pelos receptores seja sempre a mais precisa possível.precisa possível.


SEGMENTO DO UTILIZADORSEGMENTO DO UTILIZADOR

• Os Os receptores de GPSreceptores de GPS que permitem: que permitem:- determinar a posição do utilizador determinar a posição do utilizador

conhecendo as suas coordenadas;conhecendo as suas coordenadas;- Receber e descodificar os sinais dos Receber e descodificar os sinais dos

satélites;satélites;- Trocar dados com outros receptores e Trocar dados com outros receptores e

com computadores;com computadores;- Obter mapas detalhados ou mesmo a Obter mapas detalhados ou mesmo a

melhor rota para um determinado local.melhor rota para um determinado local.

O satélite envia um sinal, que é recebido pelo O satélite envia um sinal, que é recebido pelo receptor, através de ondas electromagnéticas.receptor, através de ondas electromagnéticas.

O receptor determina a O receptor determina a sua distância ao satélite sua distância ao satélite através da expressãoatravés da expressão

GPS – Sistema de Posicionamento GlobalGPS – Sistema de Posicionamento GlobalFuncionamentoFuncionamento

tvd

1-8 sm 100,3 cv

com

GPS – Usa o método geométrico da GPS – Usa o método geométrico da triangulaçãotriangulação

Após estimada a distância a um satélite, sabemos que nos encontramos sobre uma superfície esférica com raio igual à distância ao satélite.

GPS – método geométrico da GPS – método geométrico da triangulaçãotriangulação

A intersecção das superfícies esféricas obtidas a partir da determinação da distância a dois satélites é uma circunferência, o ponto poderá ser qualquer um pertencente à referida circunferência.

GPS – método geométrico da GPS – método geométrico da triangulaçãotriangulação

A intersecção das superfícies esféricas obtidas a partir da determinação da distância a três satélites reduz-se a dois pontos. Considerando também a Terra como uma esfera, a intersecção dos três satélites e da Terra, permitirá reduzir estes dois pontos, a apenas um.

GPS – Sistema de Posicionamento GlobalGPS – Sistema de Posicionamento GlobalRELÓGIOSRELÓGIOS

Os relógios possuem um mecanismo de produção de oscilações regulares e outro que conta as oscilações e as converte para uma unidade de tempo.

Relógios mecânicos, oscilações de um pêndulo;

Relógios de quartzo, oscilações de um cristal de quartzo;

Relógios de atómicos, baseiam-se na frequência das radiações emitidas, ou absorvidas, por átomos ou moléculas.


Usa-se então o 4º satélite para a sincronização dos relógios dos satélites e dos receptores GPS.

O receptor de GPS corrige automaticamente, adicionando ou subtraindo tempo ao seu relógio até obter distâncias aos satélites que se intersectem num único ponto.


O receptor sabe agora, não só

a sua localização exacta sobre

a Terra, mas também o tempo

certo por relógios atómicos a

bordo dos satélites.

GPS – Sistema de Posicionamento GlobalGPS – Sistema de Posicionamento GlobalAplicaçõesAplicações

Os receptores de GPS são utilizados para navegação nas mais diversas actividades do

Homem.


Os aviões fazem a sua navegação usando receptores de GPS.


Cada vez mais automóveis incorporam receptores de GPS.


- localizar: localização de qualquer ponto da Terra;

- navegar: navegação quer de barcos, quer de aviões;

- conduzir: fornece informação precisa sobre um dado percurso;

- mapear: criação de mapas mais rigorosos;

Posição e Sistemas de ReferênciaPosição e Sistemas de Referência

Coordenadas Cartesianas Coordenadas Cartesianas e Coordenadas e Coordenadas

GeográficasGeográficas

PosiçãoPosição

Como podemos definir qual é a posição de um corpo?

PosiçãoPosição

A pequena distância, falando com outra pessoa próxima, podemos apontar. Mas como podemos dizer qual é a posição?

PosiçãoPosição

É necessário um sistema de referência ou referencial.Pode dizer-se que estão pássaros ali à esquerda da antena,

mas será que uma pessoa que esteja longe deste local entende onde estão os pássaros?

Coordenadas GeográficasCoordenadas Geográficas

Para definir a posição de um corpo colocado a uma distância muito grande, podem utilizar-se coordenadas geográficas.


As coordenadas geográficas são:

Latitude – o valor do ângulo ao centro da

terra medido entre o paralelo que passa

pelo local e o equador. (0 a 90º N ou S)

Longitude –o valor do ângulo ao centro da

terra medido entre o meridiano que passa

pelo local e o Meridiano de Greenwich para

Este e para Oeste (0 a 180º E ou W).

Altitude – Medida na vertical a partir do

nível médio das águas do mar.

Longitude Latitude Altitude


Como poderá o navegador indicar pelo rádio a sua posição a uma pessoa a centenas de quilómetros de distância?

Quando dois observadores a grande distância falam um com o outro sobre uma posição que apenas um deles conhece, a forma mais simples de assinalá-la é utilizando coordenadas geográficas.


Com as coordenadas geográficas, uma pessoa em qualquer local da superfície terrestre saberá qual a

posição de um corpo olhando para um mapa.

Coordenadas CartesianasCoordenadas Cartesianas

Para definir a posição de um corpo colocado a uma distância relativamente pequena, podem utilizar-se coordenadas cartesianas.


René Descartes foi o primeiro a propor o sistema de coordenadas ortogonais e ortonormadas a que hoje chamamos coordenadas cartesianas.


Nas coordenadas cartesianas, os conceitos

de orientação frente-trás, esquerda-direita e

cima-baixo foram substituídos pelos três

eixos orientados x, y e z.

O sistema tem uma origem que é a posição

em relação à qual se estão a marcar as

coordenadas (x, y, z).

B (xb,yb,zb)

x

y

z

A (xa,ya,za)

O movimento do corpo pode ser definido de várias formas:

Trajectória: é o conjunto de pontos sucessivos ocupados pelo corpo, no decurso do tempo.

Descrição de um movimentoDescrição de um movimento

Grandezas escalares:

O espaço percorrido: é o comprimento do percurso efectuado. É medido sobre a trajectória, e, representa-se por s.

Grandezas vectoriais:

Deslocamento: é um vector cuja a origem é na posição inicial e a extremidade na posição final, e, representa-se por r.

x

y

z

A (xa,ya,za)

r

B (xb,yb,zb)


Rapidez média: é o espaço percorrido sobre o intervalo de tempo.

rm =s

t

velocidade média: é o deslocamento sobre o intervalo de tempo.

vm =r

t

B (xb,yb,zb)

x

y

z

A (xa,ya,za)


Grandezas vectoriais:Grandezas escalares:

vm

Velocidade instantânea: é o limite para que tende o vector deslocamento, quando o intervalo de tempo tende para zero.

v = lim r

tt 0

O vector velocidade instantânea é um vector tangente a trajectória e é caracterizado por:

Sentido: o do movimento

Direcção: a da tangente a trajectória

Módulo ou norma: v = r

Rapidez instantânea: é o limite para que tende o espaço percorrido, quando o intervalo de tempo tende para zero.

r = limstt 0


Grandezas vectoriais:Grandezas escalares:

gps ( global positioning system )

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