O documento discute o desenvolvimento de um sistema de navegação autônoma de precisão utilizando um banco de dados georreferenciado com alta precisão, integrado a um sistema de informações geográficas (SIG) e referenciado por GPS. O objetivo é permitir a navegação terrestre, aérea e aquática com base nos dados do banco e reduzir a dependência do GPS.

1. Apresentação li segunda feira
Temática – Sistema Geoprocessamento – GPS [1] – Movimentação usando modelagem por
Script.
Descriminação do trabalho.
I – Histórico do sistema GPS [1] – “Momento Histórico – Introdução”
- Reflexão e determinação sobre a sua usabilidade do sistema GIS.
- Reflexão e determinação sobre a sua usabilidade do sistema GPS.
- Reflexão e determinação do crescimento da importância de seu desenvolvimento.
- Determinar um paralelo no desenvolvimento das tecnologias em conjunto com o
sistema.
- Determinar um paralelo do desenvolvimento das tecnologias de interligação, desde seu
momento inicial até os dias atuais.
- Determinar um paralelo do crescimento do sistema GPS [1]. E suas vertentes.
- Determinar as tecnologias e as usabilidades que acompanharam seu desenvolvimento
tecnológico.
Definição do problema
Objetivo
Determinar um novo modelo de abordagem de navegação autônoma, a partir de banco
de dados de elevada precisão, dentro de um sistema SIG [2], referenciado por GPS [1],
suportado por técnicas de Mineração de Dados [3], algoritmos com modelagem por lógica
Fuzzy [3] em associação com equações matemática para diluição dos erros e validação contínua
dos dados processados.
O Projeto a ser proposto, estabelecerá uma introdução ao assunto baseado nos trabalhos
similares em publicações recentes, destacando os aspectos relevantes de confiabilidade,
cobertura, disponibilidade, precisão e taxa de atualização.
Obs.: Definição das necessidades do desenvolvimento de um sistema de navegação
autônoma de precisão.
- Possibilitar a navegação nos três sistemas terra ar água com referencial no
banco de dados previamente montado.
- Melhoramento no sistema de navegação sem a dependência do sistema GPS
1 - GPS.
Características 1 – Referencial de erro alto para os modelos atuais.
2 – Disponibilidade do sinal dependente de vários fatores.
3 – Diferencial do sinal em ambientes diferenciados tais como fechados.
Definição das características já adotadas para o desenvolvimento do sistema
2 - Linguagens de programação
1)- Linguagem de programação adotada: C++. Java.
- Sistema de Banco de dados: Banco de dados Relacional - MySQL.
Obs.: Definir as características dos sistemas.
2) Sistema de processados usando a tecnologia Arduino para desenvolvimento dos
testes e do modelo conceitual.
3) A pesquisa inicial foi baseada em uma revisão bibliográfica com foco em sites de
desenvolvimento em tecnologias de geoprocessamento.
INPE –
ArG.GIS
Google Maps
CAd
TerraView
Cenipa
NASA
Grupos de discussão com foco no objetivo proposto.

2. 1 – Histórico do Sistema
SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS (GIS)
De uma forma simplificada, um SIG é um sistema gráfico que trabalha com apenas três
tipos de feições, ponto, linha e polígono, as quais possuem coordenadas geográficas(latitude e
longitude), ou seja estão georreferenciadas.
Os Sistemas de Informações Geográficas – SIG podem ser definidos como uma coleção
organizada de hardware, software, dados geográficos e alfanuméricos, projetados para
eficientemente, capturar, armazenar, atualizar, manipular, analisar e apresentar informações
referenciadas geograficamente. Constitui-se basicamente em um mapeador temático
automatizado, onde as informações obtidas são organizadas em camadas (layers) e tais
características se unem à potencialidade dos bancos de dados automatizados. Ainda, um SIG
pode ser considerado como um tipo de sistema de informação que envolve de forma sistêmica e
interativa bancos de dados, tecnologia e pessoal, sendo capaz de realizar análises espaciais,
armazenar, manipular, visualizar e operar dados georreferenciadas para obtenção de novas
informações.
Os sistemas de informações geográficas são utilizados para georreferenciar regiões de
interesse de certos estudos. De acordo com (LOPES E SABOYA, 2006), o SIG é um híbrido
entre os bancos de dados tradicionais e os softwares de desenho assistido por computador CAD
que acrescentam um componente de localização aos bancos de dados convencionais e um
componente de informação ao desenho de CAD. A esta ação de vincular banco de dados a
informações geográficas se dá o nome de georreferenciar de uma dada região. Existem vários
sistemas que podem ser utilizados para esse tipo de tarefa, entre eles o ArcGIS e o Transcad.
O TransCAD é um Sistema de Informação Geográfica (SIG) especificamente concebido
para utilização por profissionais de transporte para armazenar, exibir, gerenciar e analisar dados.
Ele combina um sistema SIG e capacidades de modelagem em transporte em uma única
plataforma integrada. Pode ser utilizado para todos os modos de transporte, em qualquer escala
ou nível de detalhe e é ideal para a construção de sistemas de informação e de apoio à decisão.
Incorpora, além das funções básicas de um SIG, rotinas específicas para soluções de problemas
de logística, de pesquisa operacional e transportes em geral.
O ArcGis é um SIG de aplicação geral que pode reunir informações do banco de dados
coorporativo da empresa com a base de dados georreferenciadas, possibilitando desenvolver
uma série de analises que seriam muito difíceis apenas utilizando os sistemas convencionais.
O Sistema GPS
O Sistema de Geoposicionamento Global (GPS) [1] foi criado em 1973 e é baseado em
um sistema de rádio-navegação que consiste em uma constelação de satélites e de estações
terrestres utilizadas para o monitoramento e controle. Existem pelo menos 24 satélites de GPS
que orbitam a Terra a uma altitude de aproximadamente 11.000 milhas fornecendo aos usuários
com informações precisas sobre a posição, velocidade e tempo em qualquer lugar do mundo e
em todas as condições meteorológicas.
O GPS [1] básico fornece aos usuários aproximadamente 35 metros de precisão, 95% do
tempo, em qualquer lugar ou perto da superfície da terra. Para isso, cada um dos 24 satélites
emite sinais para os receptores que determinam a sua localização pelo cálculo da diferença entre
o tempo que um sinal é enviado e o momento em que é recebido. Os satélites GPS têm relógios
atômicos extremamente precisos. A informação de tempo é anexada no código transmitido pelo
satélite, para que um receptor possa determinar continuamente o tempo que o sinal foi
transmitido. O sinal contém dados que o receptor utiliza para calcular as posições dos satélites e
fazer outros ajustes necessários para o posicionamento preciso.
O receptor usa a diferença de tempo entre o momento da recepção do sinal e o tempo de
antena para calcular a distância, ou o intervalo, a partir do receptor ao satélite. O receptor deve
levar em conta os atrasos de propagação e a redução da velocidade do sinal causada pela
ionosfera e da troposfera. Com a informação sobre a distância a três satélites e a localização do
satélite quando o sinal foi enviado, o receptor pode calcular a sua própria posição
tridimensional. Um relógio atômico sincronizado com o GPS [1] é necessário a fim de calcular
a variação entre estes três sinais. No entanto, tomando uma medida de um quarto satélite, o

3. receptor evita a necessidade de um relógio atômico. Assim, o receptor utiliza quatro satélites
para calcular a latitude, longitude, altitude e tempo.
Integração GPS e SIG
O maior proveito dessas tecnologias só pode ser obtido através de integração entre as
tecnologias de Geoposicionamento, com isto mostramos a importância do desenvolvimento de
uma base de dados com elevada precisão de com a utilização das coordenadas levantadas por
GPS.
A importância do trabalho é relacionar as informações do banco de dados com as
características encontradas no campo,o que será conseguido através das coordenadas fornecidas
pelo GPS.
Usabilidade do banco de dados de precisão
Podemos observar que abrangência e a capacidade de armazenamento da associação da
informação informatizada ao espaço geográfico através de um sistema de Geoposicionamento
referenciado por um banco de dados de alta precis a análise espacial uma ferramenta de grande
auxílio aos planejadores e tomadores de decisão
Na área de transporte seja ele terrestre aérea ou naval evidencia-se a utilização de um
sistema de banco de dados de elevada precisão, como ferramenta de auxilio para resolução de
diferentes tipos de problemas: gerência de pavimentos, transporte coletivo, rodoviário e de
carga, engenharia do tráfego, localização de facilidades e planejamento de transportes.
A análise espacial em muitos casos não se verifica, por se tratar apenas de uma
informação associada a uma rede ou um espaço territorial. Porém o trabalho procura verificar
uma correlação entre o valor do banco de dados e sua localização no espaço geográfico.
A BASE DE DADOS
Objetivo
Determinar um novo modelo de abordagem de navegação autônoma, a partir de banco
de dados de elevada precisão, dentro de um sistema SIG [2], referenciado por GPS [1],
suportado por técnicas de Mineração de Dados [3], algoritmos com modelagem por lógica
Fuzzy [3] em associação com equações matemática para diluição dos erros e validação contínua
dos dados processados.
O Projeto a ser proposto, estabelecerá uma introdução ao assunto baseado nos trabalhos
similares em publicações recentes, destacando os aspectos relevantes de confiabilidade,
cobertura, disponibilidade, precisão e taxa de atualização.
As integrações dos sistemas de referencia GPS e SIG são essenciais a existência de uma
base de dados referenciada de alta precisão.
Como as características do estudo, a via tem que ser permanente homogênea e com o
maior nível de precisão possível. Em conseqüência, para dar início ao trabalho foi criada uma
base de dados com parte do levantamento feito no campo e parte obtida em cartas topográficas
existentes, dependendo da disponibilidade
O Projeto a ser proposto, estabelecerá uma introdução ao assunto baseado nos trabalhos
similares em publicações recentes, destacando os aspectos relevantes de confiabilidade,
cobertura, disponibilidade, precisão e taxa de atualização.
Definição das necessidades do desenvolvimento de um sistema de navegação autônoma
de precisão.
- Possibilitar a navegação nos três sistemas terra ar água com referencial no banco de
dados previamente montado.
- Melhoramento no sistema de navegação sem a dependência do sistema GPS-ATIVO.

4. 2 - Linguagens de programação
Todo Sistema Gerenciador de Banco de Dados (SGBD) deve oferecer aos seus
usuários e administradores meios de criar definições de dados, bem como manipular esses dados
armazenados em suas bases. Desse modo, a linguagem SQL, sigla em inglês para Structured
Query Language,ou Linguagem de Consulta Estruturada, é uma espécie de padrão adotado
por diferentes SGBDs de modo a facilitar a comunicação e a integração dos sistemas. O SQL
tem o objetivo de acessar,de forma estruturada e declarativa, elementos de tabelas de bancos de
dados. Sua principal tarefa é, portanto, criar e manter objetos, manipular e recuperar dados do
banco de dados, administrarem dados e manter a segurança
Sistema de processados usando a tecnologia Arduino para desenvolvimento dos testes e
do modelo conceitual.
O Arduino e uma plataforma de prototipagem eletrônica open-source que se baseia em
hardware e software flexíveis e fáceis de usar. É destinado a artistas, designers, profissionais e
pessoas interessadas em criar objetos ou ambientes interativos. O sistema Arduino e composta
basicamente por uma placa controladora Além da placa, o Arduino conta com uma IDE [5], um
ambiente integrado para desenvolvimento de softwareque, que pode ser baixado gratuitamente
da Internet e permite a programação do dispositivo utilizando a linguagem C.
Características da placa básica Arduino
A placa Arduino UNO possui diversos conectores que servem para interface com o
mundo externo. Vejamos como estão organizados os pinos na placa:
 14 pinos de entra e saída digital (pinos 0-13):
o Esses pinos podem ser utilizados como entradas ou saídas digitais de acordo
com a necessidade do projeto e conforme foi definido no sketch criado na IDE.
 6 pinos de entradas analógicas (pinos A0 – A5):
o Esses pinos são dedicados a receber valores analógicos, por exemplo, a tensão
de um sensor. O valor a ser lido deve estar na faixa de 0 a 5 V onde serão
convertidos para valores entre 0 e 1023.
 6 pinos de saídas analógicas (pinos 3, 5, 6, 9, 10 e 11):
o São pinos digitais que podem ser programados para ser utilizados como saídas
analógicas, utilizando modulação PWM.
A alimentação da placa pode ser feita a partir da porta USB do computador ou através
de um adaptador AC. Para o adaptador AC recomenda-se uma tensão de 9 a 12 volts.
A escolha desta plataforma para o desenvolvimento do modelo conceitual foi devido a
sua facilidade de programação sua interatividade com diversas plataformas.
O Arduino pode sentir o estado do ambiente que o cerca por meio da recepção de
sinais de sensores e pode interagir com os seus arredores, controlando luzes, motores e
outros atuadores. O micro controlador na placa é programado com a linguagem de
programação Arduino, baseada na linguagem de programação C, e o ambiente de
desenvolvimento Arduino, baseado no ambiente Processing. Os projetos desenvolvidos com
o Arduino podem ser autônomos ou podem comunicar-se com um computador para a
realização da tarefa, com uso de software específico.
Os módulos GPS [1] existentes no mercado transmitem informações, como
localização geográfica, data, hora, altitude, velocidade de deslocamento ângulo de
deslocamento. Estes dados são perfeitamente programáveis utilizando a tecnologia Arduino
para leitura e aquisições destes dados utilizarão no modulo de teste o Modulo - GPS GT-
320R

5. O formato dos dados coletados:
$GPGGA,104549.04,2447.2038,N,12100.4990,E,1,06,01.7,00078.8,M,0016.3,M,,
*5C<13><10>
Campo Exemplo Descrição
1 104549.04 Tempo universal de 000000.00 até 235959.99
2 2447.2038 Latitude no formato ddmm.mmmm com zeros à esquerda
3 N Indicador de hemisfério latitudinal, N para Norte e S para Sul
4 12100.4990 Longitude no formato ddmm.mmmm com zeros à esquerda
5 E Indicador de hemisfério longitudinal, E para Leste e W para Oeste
6 1
Indicador de correção para a qualidade da posição, sendo:
0 – posição inválida
1 – posição válida, modo SPS
2 – posição válida, modo GPS diferencial
7 06 Número de satélites em uso de 0 até 12
8 01.7 Diluição horizontal da precisão de 0.0 até 99.9
9 00078.8 Altitude em relação ao nível do mar de -9999.9 até 17999.9
10 0016.3 Altitude geoidal de -999.9 até 9999.9
11 M (77)
Tempo desde a última transmissão válida em segundos, null caso do não
uso do Posicionamento Global Diferencial (DGPS)
12 Identificação da estação diferencial de 0000 até 1023
13 5C
Checksum. Número hezadecimal iniciado por * que indica um OR-
exclusivo lógico entre todos os caracteres retornados entre o caractere $ e
* da String.
Software do Arduino
O software para programação do Arduino é uma IDE que permite a criação de sketches
para a placa Arduino. A linguagem de programação é modelada a partir da linguagem Wiring .
Quando pressionado o botão upload da IDE [5], o código escrito é traduzido para a linguagem C
e é transmitido para o compilador avr-gcc, que realiza a tradução dos comandos para uma
linguagem que pode ser compreendida pelo micro controlador.
A IDE [5] apresentam um alto grau de abstração, possibilitando o uso de um micro
controlador sem que o usuário conheça o mesmo, nem como devem ser usados os registradores
internos de trabalho.
A IDE [5] do Arduino possuem uma linguagem própria baseada na linguagem C e C++.
O Ciclo de programação do Arduino pode ser dividido da seguinte maneira:
1. Conexão da placa a uma porta USB do computador;
2. Desenvolvimento de um sketch com comandos para a placa;
3. Upload do sketch para a placa, utilizando a comunicação USB.
4. Aguardar a reinicialização, após ocorrerá à execução do sketch criado.
A partir do momento que foi feito o upload o Arduino não precisa mais do computador: o
Arduino executará o sketch criado, desde que seja ligado a uma fonte de energia.
3) A pesquisa inicial foi baseada em uma revisão bibliográfica com foco em sites de
desenvolvimento em tecnologias de geoprocessamento.
INPE –
ArG.GIS
Google Maps
CAd
TerraView
Cenipa
NASA
Grupos de discussão com foco no objetivo proposto.