aula sobre sistema de posicionamento global
- 2. Global Position System - GPS Sistema de Posicionamento Global – GPS • NAVISTAR/GPS (Navgation Satellite with Time Rangin/ Global Position System), criado pelo Departamento de Defesa dos EUA; • Sistema de abrangência global; • No mínimo 04 satélites que podem ser rastreados em qualquer local da superfície terrestre; • SPS- Serviço de posicionamento padrão; • PPS- Serviço de posicionamento preciso; • Desligamento do código S.A. (interferência);
- 3. HISTÓRICO Final da década de 1970 – Sistema NAVSTAR; Primeiro satélite de GPS lançado em fevereiro de 1978; Uso restrito aos militares americanos, até a década de 1980, autorizado aos civis com erro de 100 metros (Reagan); Sistema aberto aos civis, como fim da degradação do sinal no ano 2000 – erro aprox. de 10 metros (Clinton); Investimento aprox. de US$12bilhões... Global Position System - GPS
- 4. INTRODUÇÃO Cada satélite pesa aproximadamente 1.000 kg e mede 8 m de comprimento (com os painéis solares estendidos); Transmitem ondas de rádio em 2 freqüências: freqüência civil freqüência militar Vida útil de cada satélite: em torno de 10 anos... Global Position System - GPS
- 5. Segmentos GPS Segmento Espacial Segmento de Controle Segmento de Usuário Global Position System - GPS
- 6. Segmento Espacial - 24 Satélites - 06 Planos orbitais - Inclinação de 55° em relação ao Equador - Período orbital de12 horas siderais - Altitude aproximada de 20.200km Global Position System - GPS
- 7. Segmento Espacial Funcionamento - Para calcular a nossa posição precisamos saber não apenas a distância entre o satélite e o receptor, como a própria posição dos satélites no espaço. - Satélites em grande altitudes – Ausência de atmosfera – Órbitas previsíveis – possuem sistema de coordenadas terrestre definido. - Pequenas variações nas órbitas são medidas diariamente pelo Centro de Controle, e as correções são transmitidas para os receptores pelo próprio satélite, juntamente com a informação de sincronismo. Global Position System - GPS
- 8. Segmento Espacial Funcionamento - Triangulação dos sinais dos satélites – a base do sistema - Mede-se a distância entre o satélite e o receptor usando tempo de propagação de uma mensagem de rádio... - Medem-se os tempos com relógios de alta precisão relógios atômicos nos satélites - Conhecida a distância, é necessário saber a posição do satélite no espaço... Global Position System - GPS
- 9. Segmento Espacial Funcionamento - Posição é calculada medindo-se as distâncias até os satélites; - 3 medidas são suficientes; - A Quarta medida traz uma localização mais exata; Global Position System - GPS
- 10. Segmento Espacial Funcionamento – ONDAS DE RADIO Portadora L1 ou L2 Código de modulação Segurança: ondas portadoras são moduladas por códigos binários pseudo- aleatórios... código de modulação Evita interferências no sinal por outras fontes de rádio Global Position System - GPS
- 11. Segmento Espacial Funcionamento – CÓDIGOS • Portadoras L1 e L2 • Código C/A (Clear/Civilian Acess ou Acesso livre), P ("Precise" ou "Protected"= protegido) Y (código P encriptado) • GPS Topográfico: armazena a frequência L1 e interpreta o código C/A - GPS de navegação (comum): interpreta apenas o código C/A Global Position System - GPS
- 12. Segmento de Controle Global Position System - GPS
- 13. Segmento de Controle Principais tarefas -Monitorar e controlar continuamente o sistema de satélites; -Determinar o sistema de tempo GPS; -Predizer as efemérides dos satélites e calcular as correções dos relógios dos satélites; e - Atualizar periodicamente as mensagens de navegação Global Position System - GPS
- 14. Segmento de Usuários Receptores Categoria de usuários: Militar e Civil Global Position System - GPS
- 15. Segmento de Usuário O Segmento de usuário é composto pelos receptores GPS, os quais devem ser apropriados para usar o sinal GPS para os propósitos de navegação, Geodésia ou outra atividade qualquer; A categoria de usuários pode ser dividida em civil e militar; Atualmente há uma grande quantidade de receptores no mercado civil, para as mais diversas aplicações. Global Position System - GPS
- 16. Técnicas de Posicionamento GPS Posicionamento por Ponto ou Absoluto; Posicionamento Relativo; Posicionamento relativo estático; Estático Rápido (“Stop and Go”) Posicionamento relativo em tempo real; GPS Diferencial (DGPS); Cinemático. Global Position System - GPS
- 17. Técnicas de Posicionamento GPS Posicionamento Absoluto Apenas um receptor; Utilizado para navegação de reduzida precisão; Não é método para fins Geodésicos. Global Position System - GPS
- 18. Técnicas de Posicionamento GPS Posicionamento Absoluto No posicionamento por ponto ou absoluto, necessita-se apenas de um receptor. Este método de posicionamento é mais utilizado para navegação de reduzida precisão. O posicionamento instantâneo de um ponto (tempo real), usando a pseudo-distância derivada do código C/A (SPS), apresenta atualmente precisão planimétrica da ordem de 03 a 10 m, não esquecendo-se que essa melhoria na precisão deve-se ao fim da degradação do sinal. Mesmo se a coleta de dados for de longa duração, a qualidade dos resultados não melhora. O posicionamento por ponto não se trata de um método utilizado para fins geodésicos e cadastrais. Global Position System - GPS
- 19. Técnicas de Posicionamento GPS Posicionamento Relativo Dois receptores ou dados de uma estação de um Sistema de Controle Ativo (RBMC- IBGE, RIBaC INCRA e as Rádio Estações da Marinha).; Posicionamento relativo estático; Estático Rápido Posicionamento relativo em tempo real; GPS Diferencial (DGPS); Cinemático. Global Position System - GPS
- 20. Técnicas de Posicionamento GPS Posicionamento Relativo Estático Para realizar o posicionamento relativo, o usuário precisa no mínimo de dois receptores ou então obter dados de uma estação de um dos sistemas de controle ativos (RBMC- IBGE, RIBaC- INCRA e as Radio Estações da Marinha). Os dados são coletados nos dois receptores simultaneamente; O posicionamento relativo estático é a técnica mais tradicional de medição GPS. Cada estação é ocupada até que uma quantidade suficiente de dados tenha sido coletada para quatro ou mais satélites. O tempo de observação varia conforme a quantidade de satélites, as condições atmosféricas, o tipo de receptor e o comprimento da linha base. As experiências com GPS Geodésicos mostram que esse método exige de 01 a 04 horas. Se for usando GPS topográfico, esse tempo dobra; Global Position System - GPS
- 21. Técnicas de Posicionamento GPS Posicionamento Relativo em Tempo Real No posicionamento relativo em tempo real, além dos dois receptores normalmente empregados no posicionamento, um dos receptores deve receber, além das observações por ele coletadas, informações adicionais via algum sistema de comunicação. Essas informações podem ser as próprias observações coletadas, simultaneamente, num outro receptor ou estação, caso denominado na literatura de cinemático, ou correções diferenciais, método este denominado DGPS. Global Position System - GPS
- 22. APLICAÇÕES O GPS proporciona uma maior rapidez nos levantamentos e resultados de boa qualidade conquistando assim diversas áreas, tais como, geodésia, cadastro, topografia, navegação, monitoramento de veículos, etc. Em meio ambiente, há a possibilidade de se utilizar o GPS em demarcação de Unidades de Conservação, plano de manejo, mapeamento de fauna, monitoramento de recursos hídricos, inclusive na fiscalização. LIMITAÇÕES O receptor GPS pode sofrer algumas interferências na recepção dos sinais dos satélites, em locais que não possibilitam captar no mínimo quatro satélites ou ainda pelo próprio alinhamento dos mesmos. - Grutas e Cavernas; - Vales e Vegetação densa; - Edifício Elevados e Ambientes Fechados. Global Position System - GPS
- 23. OUTROS SISTEMAS GLONASS – (Global Navigational Satellite System) sistema russo, semelhante, com 24 satélites; - Órbitas circulares; GALILEO – Sistema de posicionamento global Europeu, em fase de implantação... Todos os sistemas (GPS, Galileu, Glonass) apresentam um segmento Espacial, de Controle e de Usuários. Global Position System - GPS
- 24. ERROS 1) Órbita: - Imprecisão das efemérides transmitas; -Degradação intencional (S/A e A/S); 2) Ionosfera: - atraso das medidas de pseudo-distâncias devido aos elétrons livres nestas camadas; 3) Troposfera: vapor d’água, poeira, etc – atraso do sinal; 4) Erro no relógio do satélite e no receptor; 5) Ruídos nos códigos recebido pelo receptor; 6) Multicaminhamento: obstáculos até o sinal chegar ao receptor. Global Position System - GPS