2. Global Positioning
System (GPS)
24 satélites em órbita ao redor da Terra
Cada satélite continuamente radiam um
sinal a velocidade da luz, c
O receptor do GPS mensura o tempo
transcorrido, Dt, desde que o sinal saiu do,
Dr = cDt
Posicionamento obtido pela interseção das
distancias radiais, Dr, de cada satélite
Correição diferencial melhora a precisão
3. Posicionamento Global
usando Satélites
Dr3
Dr2
Número Objecto
De Satélites Definido
1 Esfera
2 Circulo
3 Dois pontos Dr4
Dr1
4 Ponto Solitário
4. A Importância de
Coordenadas Geográficas
e Pesquisa de Campo
Sistema de Satélites já esta
funcionando
Custo e facilidade de uso de GPS
Requerimento das entidades
financiadoras e revistas
científicos
6. Historia
Os marinheiros dependiam do sul para
determinar a latitude, e relógios para
determinar a longitude
Com o lançamento de Sputnik em 1957, o
posicionamento global a base de radio
virou uma realidade (em teoria)
7. TRANSITO
Foi um forma cru de GPS usando
somente um satélite (1960s)
– Submarinas usaram o sistema
– Pode ser usado somente a cada 35 a 45
minutos
– Submarina precisava ficar parada
8. TIMATION (1960)
Outro satélite (TIMATION I) foi
lançado para melhorar o sistema de
TRANSIT
A inovação principal foi a inclusão de um
relógio atômico
Submarinas agora poderiam estar em
movimento e usar o sistema
9. NAVSTAR
Começou pesquisa e desenvolvimento em 1973
1978 – os primeiros 4 4 satélites
em uso
Operado pelo
Departamento de Defesa
–
– Custo aproximado
US$18,000,000,000 até agora…
10. Existem três componentes de um
GPS
1.) Espaço (satélites)
2.) Controle (uma estação terrestre em
uma localidade geográfica conhecida)
3.) Usuário
12. Satélites
O receptor do GPS mensura
precisamente o tempo necessário para
um sinal viajar de um satélite ao
receptor
Existem muitos
satélites
Alguém sabe quantos?
13. Detalhes
6 planos orbitais,
incluídos a 55
graus ao equador,
cada um com 4
satélites
– 21 satélites ativos,
3 reservas
Orbitam a Terra a
12,541 miles e têm
um período orbital
de 11 horas e 56
minutos.
15. Quantos pontos precisa?
Usando um satélite minimiza a distancia a uma
esfera ao redor do satélite
Usando dois satélites, você terá sua
localização dentro de um circulo (slide
anterior)
Usando três satélites limita sua localização a
somente 2 pontos
– Usualmente, é possível determinar qual ponto
Usando quatro satélites confirma sua
localização e proporciona 2 leituras de for
altitude
– Usualmente você pode determinar qual é correto
16. A importância do tempo
Ambos satélites e receptores geram Pseudo-
Ruído Aleatório (PRN)
– Um Link 1 (L1) sinal é gerado a 1575.42 MHz e Link
2 (L2) sinal é gerado a 1227.60 MHz
Os sinais são modulados para produzir sinais codificados,
como o código C/A (1.023 MHz) e P (10.23 MHz)
– As freqüências são moduladas para produzir
funções de passo
– Os códigos se repetem a cada mili-segundo
Os satélites tem relógios de césio ou rudibio
17. Erros de GPS
Satélites Receptores
Relógios do Satélite 1 vs. 2 Receptores de
(S/A) Freqüência
Ephemeris/orbita (S/A) Seleção do Datum
Retarda Atmosférica Localização do Receptor
Retarda Multi-caminho
Geometria do Satélite
(DOP)
18. Certeza e Precisão
Precisão
Sem Certeza, sem
sem Precisão Certeza
Certeza Certeza e
sem Precisão Precisão
19. GPS Diferencial
GPS tem três componentes – controle,
usuário, e espaço
Pode usar o controle (uma unidade de
GPS que opera continuamente de uma
localidade conhecida) para retirar parte
do erro
– GPS diferencial após processamento
– GPS diferencial no tempo real
– WAAS (Wide Area Augmentation System)
20. 2012?
O sistema GPS III será lançado
Deve ter mais precisão do que o limite
atual de 8 m
