O GPS utiliza uma constelação de 24 satélites para determinar a posição de um receptor através da triangulação, medindo a distância entre o receptor e pelo menos 4 satélites. Os satélites transmitem sinais que contêm informações sobre sua posição e relógio atômico, permitindo que o receptor calcule sua distância a cada satélite e determine suas coordenadas. O sistema de controle monitora as órbitas dos satélites para manter a precisão do sistema.

1. U n i d a d e 1 d e F Q A
GPS
Satélites

2. GPS
“Global Positioning
Sistem”
Sistema de
Posicionamento Global
2Daniela Pinto

3. GPS
3
Segmento de Controlo:
Monitoriza a orbita de cada satélite.
(As alterações são devidas à atração
gravitacional e à pressão da radiação solar)
Utilizadores:
Recebem sinais de 4 satélites, o que
se traduz na informação de:
coordenadas de posição; velocidade
e cronometragem.
3Daniela Pinto

4. GPS
4
Segmento Espacial:
o Constelação de 24 satélites, que
distam cerca de 20 000 km da
superfície terrestre.
o Seis órbitas diferentes, com 4
satélites em cada.
4Daniela Pinto

5. GPS
5
5Daniela Pinto

6. GPS - Método de Triangulação
6
O recetor mede a
distância ao satélite 1.
O navegante pode estar
em qualquer ponto da
circunferência.
O recetor mede a
distância ao satélite 2.
O navegante só pode estar
nos pontos de interceção
das duas circunferências
O recetor mede a
distância ao satélite 3.
A sua posição só pode
estar na interceção das 3
circunferências
Existe um quarto satélite para sincronizar os relógios que estão a bordo dos satélites.
6Daniela Pinto

7. GPS
7
o O satélite envia um sinal que contém informação sobre a sua posição na órbita e a
“hora” t marcada no seu relógio atómico.
o O recetor sincroniza o seu sinal com o que é emitido por cada satélite.
o Determina o intervalo de tempo (t) entre o instante em que recebeu o sinal e o
instante em que ele foi enviado pelo satélite.
o Multiplicando o intervalo de tempo pela velocidade do sinal (≃3x108 ms-1)
sabemos qual é a distância entre o recetor e o satélite.
7Daniela Pinto
d = c x t

8. GPS
8
O GPS utiliza a interseção de esferas para determinar a posição
tridimensional cujas coordenadas são a latitude, a longitude e a
altitude.
8Daniela Pinto

9. Coordenadas Geográficas
9
LATITUDE
É o arco do meridiano ou o
valor do ângulo ao centro da
Terra, expresso em graus,
medido entre o equador e o
paralelo que passa pelo local.
9Daniela Pinto

10. Coordenadas Geográficas
10
É o arco do equador ou o valor do
ângulo ao centro da Terra,
expresso em graus, medido entre o
meridiano que passa pelo local
considerado e o meridiano de
Greenwich (em Inglaterra).
10Daniela Pinto
LONGITUDE

11. Coordenadas Geográficas
11
É o comprimento do segmento
compreendido entre o nível
médio das águas do mar e do
local considerado.
11Daniela Pinto
ALTITUDE

12. Tempo
12
12Daniela Pinto
A posição dos satélites do sistema GPS deve ser conhecida com
grande exatidão.
Basta que haja um desvio de 10-6 s entre os relógios de dois
satélites, para que a posição de um ponto à superfície da Terra
seja afetada pela incerteza de 300 m .

13. Tempo
13
13Daniela Pinto
Utiliza-se um quarto satélite cujo sinal serve para sincronizar os
relógios atómicos (altamente precisos) que estão a bordo dos satélites
e os cronómetros de quartzo menos precisos dos recetores.
Tipos de relógio:
o mecânicos (incerteza de 100 ms/dia)
o de quartzo (incerteza de 0,1 ms/dia)
o atómicos (incerteza de 0,1 µs/dia)

14. RECETOR DO GPS
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Recebe os sinais emitidos por quatro satélites e faz o processamento
dos dados traduzindo-os em:
 Coordenadas de posição
 Valores de velocidade
 Cronometragem do tempo
14Daniela Pinto

15. APLICAÇÕES DO GPS
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Localizar;
Conduzir ao longo de um percurso;
Navegar;
Mapear;
Medir tempos.
15Daniela Pinto

16. ANIMAÇÕES GPS
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http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/bitstream/handle/mec/1
7955/GPS.swf?sequence=1
http://www.wiley.com/college/strahler/0471480533/animations/c
h03_animations/page4a.swf
http://educypedia.karadimov.info/library/gps.swf
16Daniela Pinto