gps – sistema de posicionamento global · − atrasos da propagação do sinal na ionosfera e na...

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Organização Inicial do Teatro de Operações

GPS – Sistema dePosicionamento Global

FC 211

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GPS – Sistema de Posicionamento Global

T E M A S

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• O que é o sistema GPS?• Outros sistemas;• Componentes genéricos do sistema GPS;

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• Interferências no sinal/erros;• Utilização de um GPS (utilizador):

• Aplicações práticas do GPS;• Tratamento da informação dada pelo GPS;• Utilização prática de um GPS: GPSmap 60CSx (Garmin);

No final da unidade de formação os formandos deverão estaraptos a utilizar o equipamento do utilizador de GPS indicadopara a formação.

Objectivo geral

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• O GPS é um sistema de navegação(posicionamento geográfico) baseadonuma rede inicial de 24 satélites, sendoque dão uma volta à Terra em cada 12horas;


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horas;

• O primeiro satélite GPS surgiu em 1978 ea constelação de 24 satélites ficoucompleta em 1994;

• Deverá permitir que um utilizador,completamente isolado, determine comrapidez e precisão a sua posição.

O Sistema de Posicionamento Global é um SistemaGlobal de Navegação por Satélites - Global Navigation


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g ç p gSatellite System (GNSS) - desenvolvido peloDepartamento de Defesa dos Estados Unidos. O seunome oficial NAVSTAR GPS.

• Em cada satélite existe um relógio atómico de elevadaprecisão que é emitido;

• A velocidade de propagação é constante, o que permitedeterminar o tempo de propagação do sinal e porconseguinte a distância;


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• Usam-se técnicas de triangulação para determinar anossa localização;

• São necessários pelo menos 4 satélites visíveis porquetemos 4 incógnitas: x, y, z e precisão do relógio local, ouseja, 3 para calcular as coordenadas e 1 para corrigir aestimati a de distância


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estimativa de distância;• No total são 27 satélites (24 + 3 reserva) em órbitas

circulares de 12h (altitude de 20183Km);

A constelação de satélites transmite sinais precisos quepermite aos receptores de GPS determinar a sualocalização, o tempo e a sua velocidade.


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• GLONASS – “GPS Russo”• Precisão: 60 m (uso civil)• Funciona melhor que o GPS a Latitudes > 50ºN

• EGNOS – sistema europeu de correcção de GPS

Outros sistemas


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• Operacional em 2005• Precisão: 5 m

• GALILEO – “GPS Europeu”• Operacional em 2008 (?)• Precisão: 2 m

• Permite p. ex. sistemas de navegação automática

• COMPASS – Chinês (após 2008 – funcionamento parcial)

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• O sistema GPS é composto por três elementosgenéricos:

− segmento espacial;

− segmento de controlo;

Componentes genéricos do sistema GPS

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− segmento de utilizador.

• O segmento espacial: é constituídopor todos os satélites do sistema queestejam em órbita, incluindo tantoaqueles que se encontram emoperação efectiva como os que se


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operação efectiva como os que sedestinam a suprir eventuais avarias eainda os que se encontremdesactivados mas ainda no espaço.

• O segmento de controlo: é composto por uma estaçãode controlo principal localizada no Colorado (E.U.A.) epor cinco outras estações de monitorização distribuídasestrategicamente pelo globo. Para além destasestações existem três antenas terrestres colocadas de


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modo aproximadamente equidistante sobre o equador.

Na eventualidade de alguma catástrofe, estão permanentemente emestado de imediata entrada ao serviço duas estações de controlo principalredundantes, ambas localizadas nos E.U.A., uma na Califórnia e a outra noMaryland.

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• O segmento de utilizador: são os equipamentos deGPS que em condições de funcionamento utilizam osistema.

• Os equipamentos de GPS podem ser:


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q p p

− Equipamentos fixos;

− Equipamentos móveis (a maioria).

• O segmento de utilizador:

− Equipamentos fixos: são colocados em pontoscujas coordenadas são conhecidas com elevadograu de precisão e destinam se ao cálculo de


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grau de precisão e destinam-se ao cálculo decorrecções que permitem aumentar grandemente aprecisão das coordenadas calculadas por outrosequipamentos GPS.


− Equipamentos móveis: são utilizados no terreno nastarefas de navegação, levantamento e deimplantação


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implantação.

− O processo de identificação de um ponto receptor apartir de sinais de satélite é o que caracteriza oGPS. O receptor capta os sinais de quatro satélitespara determinar as suas próprias coordenadas, eainda o tempo.

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− Receptores GPS vêm numa variedade de formatos, dedispositivos integrados dentro de carros, telefones, e relógios, adispositivos dedicados somente ao GPS (marcas como Trimble,Garmin, Leica, Magellan…)


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• O nível de precisão do sistema GPS depende dotipo de equipamento mas também de outrosfactores como:

− atrasos da propagação do sinal na ionosfera e natroposfera;

Interferências no sinal/ erros

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p

− perturbações na progressão do sinal, causadas poredifícios, escarpas rochosas, …;

− desajustes nos relógios dos receptores GPS;− erros de órbita, dos próprios satélites;

− número de satélites “visíveis” pelo receptor;

− posição dos satélites no espaço;

− …

Aplicações práticas do GPS

• Levantamentos:

− marcação de pontos (tanques de água, início dosincêndios, locais de ocorrências, heliportos,

Utilização de um GPS (utilizador)

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incêndios, locais de ocorrências, heliportos,helipistas, casas, …)

− marcação de linhas (estradas, caminhos, aceiros,arrifes, pistas, …)

− marcação de polígonos (delimitação e cálculoáreas, …)

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Aplicações práticas do GPS

• Aviação geral e comercial;

• Navegação marítima;


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• Navegação marítima;

• Navegação terrestre

Aplicações práticas do GPS• Orientação:

− orientação em relação ao Norte;

− rumo: localização de um ponto/ destino;


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u o oca ação de u po o/ des o;

− velocidade de deslocação;

− estimativas da hora de chegada a um destino;

− …

• Medição de tempos;

• Transformação de coordenadas;

• …

Ligação a Sistemas de Informação Geográfica• Indicação de pontos de interesse próximos;

• Direcções para chegar a um destino

Tratamento da informação dada pelo GPS

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• Direcções para chegar a um destino

Tendo em conta por exemplo os sentidos de trânsitopossíveis dentro de uma cidade

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Garmin - GPSmap 60CSx

Nas sessões práticas, antes de iniciar a marcação de pontos e delinhas, ou seja, antes de iniciar os levantamentos, deverá:

• Verificar se tem energia (pilhas ou bateria);

• Ligar o GPS e aguardar a captação de sinal de satélite (mínimo 4

Utilização prática de um GPS

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ga o G S e agua da a cap ação de s a de sa é e ( osinais de satélites completos);

• Calibrar a bússola, nos GPS em que seja necessário, sempre quemude de pilhas;

• Manter o GPS na posição vertical, dado que tem uma antena atravésda qual faz a recepção do sinal de satélite;

• Configurar o GPS no MENU, definindo o tipo de coordenada quepretende utilizar (geográfica, UTM ou outra), o Datum (Europeu 1950,WGS84, ou outro), unidades (métricas, ou outras), ...


Verifique se tem cordão,que deve utilizar no pulsopara evitar que o GPSpossa cair.

Ligue o GPS (tambémdesliga neste botão)


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Verifique as pilhas


Verifique as funcionalidades ao seu dispor no receptor GPS


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O GPS tem diversas funções e várias páginas que poderáexplorar!

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IN/ OUT: é um zoom quando estiver na página de mapa;


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PAGE: mudar de página(para a frente); no casode querer voltar à páginaanterior seleccioneQUIT;

FIND: encontrar umponto; marcar umrumo;

MARK: marcar um ponto;

QUIT: sair de; voltar atrás;

ENTER: seleccionar algo; OK


• Mude de página (PAGE) até encontrar o MENU PRINCIPAL;

• Vamos configurar as DEFINIÇÕES do GPS;

• Para isso seleccione DEFINIÇÕES (e botão ENTER);

• Já nas definições seleccione SEQUÊNCIA DE PÁGINA. Aqui vai seleccionar as páginas que pretende visualizar no GPS


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as páginas que pretende visualizar no GPS

Garmin - GPSmap 60CSx • Dentro da sequência de página:

− experimente a adicionar todas as páginas e verifique o que sucede;

− experimente “APGR TUDO” e verifique o que sucede;

− insira agora página a página as que se mostram abaixo fazendo ADICIONAR PÁGINA e seguindo a sequência que se mostra;


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g q q ;

Ficou para já com todas as páginas necessárias para a formação!

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• Continuando a configurar as DEFINIÇÕES do GPS:

• Nas DEFINIÇÕES UNIDADES, defina o tipo de coordenada e asunidades com que pretende trabalhar. Por exemplo, com os meios aéreosserá/poderá ser coordenada Geográfica (_º _’ _’’N _º _’ __’’W) DatumWGS84;


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WGS84;


• Para provas de orientação, levantamento de pontos, deveráverificar a coordenada das Cartas Militares com que está atrabalhar. Por exemplo, coordenada UTM Datum Europeu de 1950(azul na carta militar 1:25000)


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Garmin - GPSmap 60CSx • Percorra as diversas páginas do GPS seleccionando a tecla PAGE;

• Cada página pode ser configurada em termos de visualização doecrã da forma que se pretende. Para isso, na página em quepretende visualizar outros dados (no exemplo é a página de satélite)clique no BOTÃO MENU e depois em ALTERAR CAMPOS DEDADOS depois selecciona os dados que pretende visualizar


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DADOS, depois selecciona os dados que pretende visualizar.

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• Deve também, no MENU PRINCIPAL DEFINIÇÕESCALIBRAÇÃO, calibrar a bússola;

• Ou então, vai à página da BÚSSOLA selecciona botão de MENUCALIBRAR BÚSSOLA


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Nota: recorde que é o botão ENTR que lhe permite seleccionar os dados, as letras, osnúmeros. Sempre que pretende efectuar uma operação seleccione ENTR


• Analise as diversas páginas existentes (PAGE) a partir do menuprincipal


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• Verifique a página de marcação de um ponto. Para talseleccione a tecla MARK.

• Sempre que pretende marcar um ponto deverá:Ter sinal de satélite (mínimo 4): para tal não poderá estar dentro


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Ter sinal de satélite (mínimo 4): para tal não poderá estar dentrode um espaço fechado como uma sala de formação. Deverá ir parao exterior e procurar locais abertos, isto é, que não tenham ainterferência de construções, copas de árvores muitodensas…espaços amplos e abertos são bons locais para treinar.

Seleccione o símbolo (no canto superior esquerdo) que pretendepara o seu ponto;

Seleccione um nome para o ponto (habitue-se desde o início aorganizar a sua informação);

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• Os pontos marcados poderão ser encontrados daseguinte forma:

Seleccione FIND PONTOS


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Desta mesma forma poderá tirar o rumo entredois pontos.

Tenha em atenção que existem muitas funçõese campos no GPS que só serão executadas oupreenchidos quando o GPS tiver sinal de satélitesuficiente e se vocês se encontrar emmovimento além de que o GPS deverá teralimentação suficiente (pilhas com carga).


• Cálculo de áreasSeleccione PAGE até encontrar a página CÁLCULODE ÁREAS


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Para a determinação de uma área deve iniciar amarcação do perímetro no mesmo ponto ondeterminará a marcação.

Colocando-se no ponto onde pretende iniciar o cálculo,deve seleccionar na página INICIAR, começando adeslocar-se até terminar no mesmo local. Ao terminarselecciona PARAR.

Garmin - GPSmap 60CSx • Cálculo de áreasColocando-se no ponto onde pretende iniciar o cálculo, deveseleccionar INICIAR, na página de cálculo de áreas;

Deve depois deslocar-se, percorrendo todo o perímetro (porexemplo de uma área ardida) Deve terminar no local onde iniciou


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exemplo de uma área ardida). Deve terminar no local onde inicioua prova.

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Garmin - GPSmap 60CSx • Cálculo de áreas

− Ao terminar selecciona PARAR;

− GRAVE a área na unidade mais


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GRAVE a área na unidade maisconveniente (m2, ha,…);

− Pode mudar a cor do perímetro;

− O trabalho que realizou, ou seja, olevantamento do perímetro e cálculoda área ardida, fica guardado napágina de TRAJECTOS.

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

http://en.wikipedia.org/wiki/Global_Positioning_System

htt // 8 i / b tGPS/ l ht l

Sítios de pesquisa com interesse

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http://www8.garmin.com/aboutGPS/manual.html

http://pt.wikipedia.org/wiki/GPS

http://profs.ccems.pt/PauloPortugal/CFQ/Atmosfera/Composio_Atmosfera.html

Revisões

• O que é o sistema GPS?

• Outros sistemas;

• Componentes genéricos do sistema GPS;

• Interferências no sinal/erros;

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• Utilização de um GPS (utilizador):

• Aplicações práticas do GPS;

• Tratamento da informação dada pelo GPS;

• Utilização prática de um GPS: GPSmap 60CSx (Garmin);

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GPS – Sistema de

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Posicionamento Global

gps – sistema de posicionamento global · − atrasos da propagação do sinal na ionosfera e na...

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