Unidade 7: GPS
Prof. Dr. Cláudio Baptista
Introdução a GPS
GPS
Global Positioning System
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Também conhecido como NAVSTAR (Navigation
Satellite with Time and Ranging)
Sistema iniciado em 1973 e inaugurado em 1978
pelo DOD-EUA, com fins militares (concorrente ao
Soviético GLONASS)
Projeto inicialmente orçado em US$12 Bilhões
Sistema de rádio baseado numa
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Constelação de 24 satélitesa uma altitude de 20.200km
em 6 órbitas
Base de controle: são 5 espalhadas no mundo que
servem para monitorar/corrijir dados de satélites
EX. de um Satélite
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Name: NAVSTAR
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Manufacturer: Rockwell International
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Altitude: 10,900 nautical miles
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Weight: 1900 lbs (in orbit)
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Size:17 ft with solar panels extended
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Orbital Period: 12 hours
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Orbital Plane: 55 degrees to equitorial plane
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Planned Lifespan: 7.5 years
GPS
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Permite que usuários, em terra, mar e
ar, determinem suas posições
tridimensionais( latitude, longitude e
altitude), velocidade e hora, 24 horas
por dia, independente de condições
atmosféricas, em qualquer lugar do
mundo
O quê é GPS?
Como funciona?
Como funciona?
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5 passos:
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1. A base de GPS é "triangulação" de satélites.
2. Para "triangular," um receptor GPS mede a distância
usando o tempo de deslocamento dos sinais de rádio.
3. Para medir o tempo de deslocamento, o GPS
necessita de tempo preciso
4. Além da distância, precisa-se saber a localização dos
satélites.
5. Finalmente, deve-se corrijir os atrasos do sinal
provenientes de seu deslocamento pela atmosfera,
Princípio da Triangulação
- Suponha que medíssemos nossa distância de um satélite e
encontramos o valor 11.000 milhas
- Significa dizer que estamos localizados em algum ponto numa
esfera cujo centro é o satélite e que possui raio 11.000 milhas.
- Se calculássemos a distância para um outro satélite e obtivéssemos
o valor 12.000 milhas teríamos situação do próximo slide ...
Se medissemos a distância para um terceiro satélite ...
Passo2: Medindo a distância
Mede-se o tempo que o sinal leva para chegar do satélite no GPS
distância = velocidade (da luz) * tempo
Como obter o tempo?
-Tempo é complicado: Precisamos de relógios para
medir o tempo de deslocamento
- O tempo de delocamento para um satélite é cerca
de 0.06 segundos
- A diferença em sincronização do tempo de recepção
menos o tempo do satélite é o tempo de deslocamento
Analogia: Suponha que executemos Asa Branca no satelite
e no GPS ao meio dia. Ao receber Asa Branca do satélite
veremos que está defasado. O que se faz é atrasar a Asa Branca
do GPS até que elas fiquem sincronizadas. Este atraso é justamente
o tempo de deslocamento do sinal
Realidade: Ao invés de Asa Branca, utiliza-se o código PRC
Código PRC
Como sincronizar satélite e
GPS?
Como sincronizar satélite e
GPS?
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Precisa-se utilizar relógios precisos. Os
satélite são equipados com relógios
atômicos.
Porém se um GPS tivesse que ter
relógio atômico seu custo seria em
torno de US$100.000,00.
Solução: usar um quarto satélite na
triangulação para sincronização de
tempo
Radar monitora altitude, velocidade e posição
USO de DOP
USO de DOP - Dilution of
Precision
DOD : varia de 1 a 10, quanto menor melhor!
DGPS
DGPS
DGPS
Acrescenta-se uma estação estática com localização precisa.
DGPS
Compara o tempo calculado na estação base com o tempo
do satélite, a diferença é o erro
DGPS
Obtém a lista dos erros da cada satélite e a envia para cada GPS
DGPS Pós-processado
DGPS
Aplicação na aviação
Pouso com visibilidade ZERO!
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