Aula básica sobre GPS.

2. TÓPICOS

3. HISTÓRICO
•Navegação
•Sextante
•1930 –LORAN (ondas de rádio)
•1967 –TRANSIT (efeito Doppler)
•1973 –NAVSTAR / GPS (radio
navegação)
•1978 –GPS (uso militar)
•1983 –GPS (uso público)

4. HISTÓRICO

5. HISTÓRICO
•O primeiro sistema de satélites colocado a disposição do
público civil foi o TRANSIT (1967).
•Em 1973, o NAVSTAR / GPS veio para alcançar melhores
precisões.
•O sistema de posicionamento global (GPS) foi criado em
1978 pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos, e
era utilizado somente por militares, em 1983 esse sistema foi
colocado a disposição do público em geral com algumas
restrições.
•A principal era na navegação em tempo real, pois era
possível obter a precisão de posicionamento durante a igual
ou inferior a 100 metros. Em maio de 2000 foi retirada essa
restrição e atualmente é possível obter precisão de
localização de aproximadamente 7 metros.
•Com dois receptores a precisão pode chegar na casa dos
milímetros.

6. INTRODUÇÃO

7. SINAL / CÓDIGO
•Cada satélite transmite continuamente sinais em duas ondas
portadoras L1 e L2. A freqüência da primeira é de 1575,42
MHz e da segunda é de 1227,60 MHz, que corresponde a um
comprimento de onda de 19 e 24cm, respectivamente.
•GPS civil usa a onda L1 na faixa de UHF. Esses sinais
atravessam nuvens, vidro e plásticos, mas não atravessam
objetos sólidos tipo edifícios e montanhas.
•Ambos os sinais transmitem mensagens de navegação
(efemérides, correções dos relógios dos satélites) que são
processados pelos receptores.

8. SINAL / CÓDIGO
•Dois códigos são modulados sobre as portadoras:
•L1 –código C/A (coarse acquisition –fácil aquisição) e,
•L1 e L2 –código P (precise code –preciso ou protegido) –
controlado pelo Governo dos Estados Unidos
•O sinal GPS contêm três tipos de informações:
•Código pseudo-aleatório –é simplesmente uma identidade
(ID) que mostra qual satélite está transmitindo a informação
(visualizado no aparelho);
•Efemérides –são dados transmitidos constantemente pelo
satélite que contém informações importantes sobre a
“saúde” do satélite, data e hora. É essencial para
determinação da uma posição;
•Dados de calendário –informa onde cada satélite estará ao
longo do dia a qualquer hora. Informação da órbita do

9. FONTES DE ERROS DO SINAL

10. FONTES DE ERROS DO SINAL
•Sinais refletidos ou multicaminhamento (signalmultipath) –
sob certas condições, o receptor pode receber, além do sinal
direto que chega, sinais refletidos em superfícies vizinhas
como construções, prédios altos, cercas, etc. É função do
tempo devido ao movimento do satélite. Satélites com baixo
ângulo de elevação são mais susceptíveis ao fenômeno;
•Erro no relógio do receptor–o relógio interno do receptor não
possui a precisão que os relógios atômicos a bordo dos
satélites GPS. Assim pequenos erros são observados.
•Número de satélites visíveis–quanto mais satélites são
“vistos”pelo receptor, melhor a acurácia. Unidades GPS
tipicamente não funcionam dentro de ambientes fechados,
embaixo d’água e embaixo da terra. Edificações, interferência
eletrônica ou densa folhagem podem bloquear o sinal,
causando erros de posição.

11. FONTES DE ERROS DO SINAL
•Geometria e sombreamento – refere-se a posição relativa do
satélite num determinado tempo. A posição ideal (geometria)
ocorre quando os satélites estão em ângulos relativamente
amplos de outro satélite. Uma geometria ruim é resultado de
satélites localizados na mesma linha ou em grupos muito
próximos.
•Degradação intencional do sinal – disponibilidade seletiva
(selective availability) é uma degradação intencional do sinal,
imposta pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos.
Foi desenvolvido para prevenção da utilização do sinal com
alta acurácia por adversários. O Governo dos EUA desativou
este dispositivo em maio de 2000, que ocasionou uma
significativa melhora do sinal em receptores GPS.

12. DEFINIÇÕES

13. DEFINIÇÕES

14. O PRINCÍPIO DO POSICIONAMENTO

15. O PRINCÍPIO DO POSICIONAMENTO
•O princípio do posicionamento a partir de corpos celestes é
bastante simples.
•Considerando um dispositivo (no caso um receptor) capaz de
receber os elementos do vetor que o liga até um corpo celeste
(satélite), e esse corpo celeste ainda envia ao receptor as
informações de sua posição até o centro da Terra.
•Assim, é possível calcular os parâmetros do vetor entre o
receptor e o centro da Terra, e desta forma conhecer a
posição geográfica do receptor.

16. MÉTODOS DE POSICIONAMENTO
•Método Absoluto – é realizado com um receptor isolado,
observa usando o código C/A e trabalha com cálculo de
pseudo-distâncias;
•precisão:
•S/A ativo ±100m (instantâneo)
•S/A ativo ±50m (acumulado)
•S/A desativado ±15m
•Método Diferencial – possibilita ter a posição de um
receptor móvel corrigida por outro receptor fixo num ponto de
coordenada conhecida;
•Método de Transmissão de coordenada diferenciais:
•recepção por diferencial – DGPS em tempo real – as
correções são feitas através de um link de rádio modem;
•recepção por diferencial – DGPS pós-processado – as
correções são feitas através de programa apropriado, com
definição das coordenadas posteriores.

17. FUTURO DO POSICIONAMENTO
Outras possibilidades de posicionamento por satélite:
•SLR (Satellite Laser Range) e DORIS(Doppler Orbitography
and Radiolocation Integrated by Satellite) –aplicações
científicas –custos elevados;
•GLONASS (Global Navigation Satellite System) –sistema
russo –teve sua implementação independente e paralela ao
GPS. Atualmente com poucos satélites apropriados para uso,
devido a falta de manutenção;
•GNSS (Global Navigation Satellite System) –Europeu –
primeira geração (GNSS 1) consiste na ampliação do GPS e
GLONASS; a segunda geração (GNSS 2) com sistema novo e
controle civil internacional;
•Galileo – Agência Espacial Européia –programado para
operar em 2008 –sistema em desenvolvimento compatível
com GPS e GLONASS.