O GPS é um sistema de navegação composto por 24 satélites que orbitam a Terra a 20.000 km de altitude e transmitem sinais de rádio para receptores. Estes sinais permitem aos receptores calcular a sua distância aos satélites e, com pelo menos 4 satélites, determinar a sua posição com precisão. O GPS tem aplicações civis como transporte, segurança e industriais como controlo de tráfego, e militares como detecção de bombas.

1. Movimentos na Terra e no Espaço

2. Viagens com GPS

3. O GPS (Sistema de Posicionamento Global) é um sistema de navegação constituído por uma rede de 24 satélites. Estes satélites são denominados Navsta r (sigla para Nav igation S atellite T iming a nd R anging) e estão a uma distância máxima de cerca de 20 000 km da Terra, em seis planos de órbita diferentes, dando duas voltas em torno da Terra em cada 24 horas. Sistema GPS - Composição

4. As estações de monitorização em Terra (Havai, Ilha Ascensão, Diego Garcia, Kwajalein e Colorado Springs). Fazem pequenos ajustes nos dados (posição e tempo) que os satélites GPS enviam para que a posição determinada pelos receptores seja sempre a mais precisa possível. Sistema GPS - Composição

5. Os receptores que permitem determinar a posição do utilizador usando os sinais provenientes dos satélites . Sistema GPS - Composição

6. O satélite envia um sinal de radiofrequência (UHF-microondas) com intervalos de tempo curtos (1 ms) que é recebido pelo receptor. O receptor determina a sua distância ao satélite através da expressão com Sistema GPS - Funcionamento

7. Sistema GPS - Funcionamento O receptor compara o sinal que tem predefinido para o satélite naquele instante e compara com o sinal recebido para ver há quanto tempo o sinal foi emitido para determinar a distância a que este se encontra.

8. Sistema GPS - Funcionamento Após estimada a distância a um satélite, sabemos que nos encontramos sobre uma superfície esférica com raio igual à distância ao satélite.

9. Sistema GPS - Funcionamento A intersecção das superfícies esféricas obtidas a partir da determinação da distância a dois satélites é uma circunferência.

10. Sistema GPS - Funcionamento A intersecção das superfícies esféricas obtidas a partir da determinação da distância a três satélites reduz-se a dois pontos.

11. Sistema GPS - Funcionamento Ao utilizar um quarto satélite obter-se-ia um único ponto. Como os receptores não têm relógios atómicos, não é isso que acontece. As distâncias estimadas são pseudo-distâncias.

12. Sistema GPS - Funcionamento Ao não obter uma intersecção para as esferas, o receptor automaticamente adiciona ou subtrai tempo ao seu relógio até obter distâncias aos satélites que se intersectem num único ponto. A informação adicional fornecida pelo sinal de um 4º satélite permite sincronizar com precisão os relógios do satélite e do receptor.

13. UTILIZAÇÕES CIVIS Determinação das coordenadas geográficas de um dado ponto, muito útil, por exemplo: — no transporte e localização de acidentados ou de pessoas que possam estar desaparecidas ou isoladas devido a factores ambientais e/ou climatéricos; — na vigilância e localização, por parte do corpo policial, de suspeitos e viaturas; — na melhoraria da segurança rodoviária , por detecção de viaturas em excesso de velocidade; — para a segurança dos taxistas, cuja posição é sempre conhecida na central, caso haja assaltos ou agressões; — na identificaç ão, por parte dos taxistas, de um percurso alternativo no transporte de clientes.

14. UTILIZAÇÕES INDUSTRIAIS Controlo do tráfego aéreo e marítimo • Controlo das fronteiras. • Auxílio nas logísticas de transporte e operações financeiras. • Vigilância das infra-estruturas críticas nos sectores da energia e das comunicações. UTILIZAÇÕES MILITARES Detecção do local exacto de queda ou de lançamento de bombas inteligentes.

15. Coordenadas geográficas Lisboa Latitude: 38º 4’ N (38,07º N) Longitude: 9º 8’ W (9,13º W) A latitude é a distância angular (medida em graus) do equador ao paralelo do lugar. A longitude é a distância angular (medida em graus) entre o semimeridiano de Greenwich, em Inglaterra, e o semimeridiano do lugar. A altitude é a distância, medida na vertical, entre o nível médio das águas do mar e o lugar.

16. Coordenadas cartesianas O referencial cartesiano é constituído por um sistema de eixos (o eixo dos yy e dos zz ) perpendiculares entre si Movimento a três dimensões é necessário indicar as suas coordenadas cartesianas (x, y , z ) Movimento a duas dimensões , bastam duas coordenadas, referentes ao plano em que se encontra e que podem ser (x; y ), (x; z ) ou ( y ; z ). Movimento numa só dimensão — pode indicar--se apenas a coordenada respectiva: x ou y ou z.

17. As sucessivas posições que um corpo ocupa ao longo do tempo definem a trajectória. A medida do percurso efectuado sobre a trajectória é a distância percorrida ( d = 330 km). O deslocamento , como grandeza vectorial, caracteriza-se por ter: direcção, sentido, ponto de origem (A) e ponto de chegada (B). O seu valor é dado pela diferença de dois pontos:

18. A rapidez média (ou celeridade média) é uma grandeza escalar positiva que traduz o espaço percorrido, s , num determinado intervalo de tempo,  t. A velocidade instantânea é uma grandeza vectorial, tangente à trajectória em cada instante . A velocidade média é uma grandeza vectorial e corresponde à razão entre o deslocamento e o intervalo de tempo necessário para se dar esta variação de posição. ) ( lim 1 0    m s t r v t média     

19. Descrição do movimento a partir de um gráfico x ( t ) Movimento no sentido positivo t : [0;10] s; [40;50] s Movimento no sentido negativo t : [20;40] s Em repouso t : [0;10] s