Ecologia de Populações

Global Positioning
   System (GPS)




          Prof. Dr. Harold Gordon Fowler
              popecologia@hotmail.com
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
Posicionamento Global
      usando Satélites
                                       Dr3
                   Dr2



  Número          Objecto
De Satélites      Definido
     1             Esfera
     2             Circulo
     3          Dois pontos                  Dr4
                                 Dr1
     4         Ponto Solitário
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
Carta Imagem de Satélite
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)
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
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
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…
Existem três componentes de um
              GPS
1.) Espaço (satélites)
2.) Controle (uma estação terrestre em
uma localidade geográfica conhecida)
3.) Usuário
How it works
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?
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.
Triangulação por Satélite
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
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
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)
Certeza e Precisão




                        Precisão
Sem Certeza,             sem
sem Precisão            Certeza


           Certeza                 Certeza e
         sem Precisão                Precisão
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)
2012?
O sistema GPS III será lançado
Deve ter mais precisão do que o limite
atual de 8 m

G.P.S

  • 1.
    Ecologia de Populações GlobalPositioning System (GPS) Prof. Dr. Harold Gordon Fowler popecologia@hotmail.com
  • 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 CoordenadasGeográficas e Pesquisa de Campo Sistema de Satélites já esta funcionando Custo e facilidade de uso de GPS Requerimento das entidades financiadoras e revistas científicos
  • 5.
    Carta Imagem deSatélite
  • 6.
    Historia Os marinheiros dependiamdo 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 formacru 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 edesenvolvimento 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 componentesde um GPS 1.) Espaço (satélites) 2.) Controle (uma estação terrestre em uma localidade geográfica conhecida) 3.) Usuário
  • 11.
  • 12.
    Satélites O receptor doGPS 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, incluídosa 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.
  • 14.
  • 15.
    Quantos pontos precisa? Usandoum 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 dotempo 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 temtrês 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 GPSIII será lançado Deve ter mais precisão do que o limite atual de 8 m