Este documento discute o Sistema Global de Posicionamento (GPS) em detalhe. Detalha os componentes do sistema GPS, como os satélites, receptores e sinais. Também explica como o posicionamento é calculado através da trilateração e os fatores que afetam a precisão, como a posição dos satélites. Por fim, apresenta um caso de estudo português sobre o monitoramento da costa terrestre usando GPS.
1) O documento discute o Sistema de Posicionamento Global (GPS) e como ele funciona para determinar a posição de um receptor. 2) O GPS é dividido em três segmentos - espacial, de controle e de usuário - e usa satélites para calcular a posição do receptor com base no tempo que levam os sinais para chegar. 3) Existem fontes de erros no cálculo da posição, como atrasos na ionosfera e troposfera e sinais de múltiplos caminhos, mas o GPS fornece precisão de alguns metros
O documento discute a história e o funcionamento do sistema de navegação por satélite GPS (Global Positioning System), desde seus primórdios até as expansões modernas. O GPS determina a posição de um receptor usando triangulação com o tempo de transmissão de sinais de quatro ou mais satélites. Isso fornece navegação precisa em tempo real para aplicações como mapeamento, agricultura e construção civil.
O documento fornece dicas sobre como configurar e usar um receptor GPS de navegação, explicando os principais componentes do sistema GPS, como satélites, receptor e fontes de erros. Ele discute como configurar o sistema de coordenadas e referência no receptor, fatores que afetam a precisão do sinal GPS e dicas para melhor recepção de sinal.
Tecnologias modernas utilizadas pela cartografiaRenata Magalhães
O documento descreve o Sistema de Posicionamento Global (GPS), incluindo sua definição, segmentos (espacial, controle e usuário), funcionamento baseado em triangulação dos sinais dos satélites, e breve histórico desde sua criação pelos EUA para fins militares até a disponibilização do uso civil.
Este documento analisa o desempenho de quatro sensores de velocidade em diferentes superfícies. Os sensores testados foram dois modelos de radar, um sensor GPS e um sensor óptico. Os resultados mostraram que os sensores de radar foram influenciados por superfícies com cobertura vegetal, enquanto o sensor GPS apresentou atraso nos valores de velocidade durante acelerações e desacelerações. Para superfícies asfálticas com velocidade constante, os sensores não apresentaram diferenças significativas.
O documento descreve o sistema de posicionamento global (GPS), incluindo sua origem, funcionamento e principais usos. O GPS foi desenvolvido pelo Departamento de Defesa dos EUA e usa uma constelação de satélites para fornecer dados de localização em tempo real para usuários civis e militares em todo o mundo.
O documento discute três tecnologias modernas aplicadas à cartografia: (1) Sensoriamento remoto envolve a captação de imagens a distância por sensores como câmeras e radares; (2) GPS usa 24 satélites para determinar localização, velocidade e altitude com precisão; (3) SIG combina mapas digitais e bancos de dados para coletar, armazenar e analisar informações geográficas de forma personalizada.
O sistema de navegação inercial mede acelerações para estimar a posição de um veículo, sem depender de sinais externos. Ele usa acelerômetros e giroscópios montados em uma plataforma estabilizada, juntamente com integradores e um computador, para calcular a latitude, longitude, rumo, velocidade e outros parâmetros. Sua precisão se degrada com o tempo devido a erros que se acumulam, requerendo atualizações periódicas por outros meios de navegação.
1) O documento discute o Sistema de Posicionamento Global (GPS) e como ele funciona para determinar a posição de um receptor. 2) O GPS é dividido em três segmentos - espacial, de controle e de usuário - e usa satélites para calcular a posição do receptor com base no tempo que levam os sinais para chegar. 3) Existem fontes de erros no cálculo da posição, como atrasos na ionosfera e troposfera e sinais de múltiplos caminhos, mas o GPS fornece precisão de alguns metros
O documento discute a história e o funcionamento do sistema de navegação por satélite GPS (Global Positioning System), desde seus primórdios até as expansões modernas. O GPS determina a posição de um receptor usando triangulação com o tempo de transmissão de sinais de quatro ou mais satélites. Isso fornece navegação precisa em tempo real para aplicações como mapeamento, agricultura e construção civil.
O documento fornece dicas sobre como configurar e usar um receptor GPS de navegação, explicando os principais componentes do sistema GPS, como satélites, receptor e fontes de erros. Ele discute como configurar o sistema de coordenadas e referência no receptor, fatores que afetam a precisão do sinal GPS e dicas para melhor recepção de sinal.
Tecnologias modernas utilizadas pela cartografiaRenata Magalhães
O documento descreve o Sistema de Posicionamento Global (GPS), incluindo sua definição, segmentos (espacial, controle e usuário), funcionamento baseado em triangulação dos sinais dos satélites, e breve histórico desde sua criação pelos EUA para fins militares até a disponibilização do uso civil.
Este documento analisa o desempenho de quatro sensores de velocidade em diferentes superfícies. Os sensores testados foram dois modelos de radar, um sensor GPS e um sensor óptico. Os resultados mostraram que os sensores de radar foram influenciados por superfícies com cobertura vegetal, enquanto o sensor GPS apresentou atraso nos valores de velocidade durante acelerações e desacelerações. Para superfícies asfálticas com velocidade constante, os sensores não apresentaram diferenças significativas.
O documento descreve o sistema de posicionamento global (GPS), incluindo sua origem, funcionamento e principais usos. O GPS foi desenvolvido pelo Departamento de Defesa dos EUA e usa uma constelação de satélites para fornecer dados de localização em tempo real para usuários civis e militares em todo o mundo.
O documento discute três tecnologias modernas aplicadas à cartografia: (1) Sensoriamento remoto envolve a captação de imagens a distância por sensores como câmeras e radares; (2) GPS usa 24 satélites para determinar localização, velocidade e altitude com precisão; (3) SIG combina mapas digitais e bancos de dados para coletar, armazenar e analisar informações geográficas de forma personalizada.
O sistema de navegação inercial mede acelerações para estimar a posição de um veículo, sem depender de sinais externos. Ele usa acelerômetros e giroscópios montados em uma plataforma estabilizada, juntamente com integradores e um computador, para calcular a latitude, longitude, rumo, velocidade e outros parâmetros. Sua precisão se degrada com o tempo devido a erros que se acumulam, requerendo atualizações periódicas por outros meios de navegação.
- Entendendo mais sobre a pesquisa;
- O que ocorre com a velocidade a cada instante? Uma nova grandeza física;
- Uma unidade para a aceleração;
- Outra maneira de representar um conjunto de dados;
- Prevendo resultados;
- Como saber onde o veículo estará num certo instante?;
- Breeeeeca!;
- Exercícios.
O documento descreve o movimento uniformemente variável (MUV), definindo a aceleração escalar média em um intervalo de tempo e sua unidade no Sistema Internacional de Unidades. Explica que a velocidade pode ser crescente ou decrescente em intervalos pequenos de tempo e como calcular o deslocamento a partir do gráfico da velocidade em função do tempo, usando as equações da velocidade e abscissas e acoplando-as na equação de Torricelli para MUV.
1) O documento discute a evolução histórica da compreensão do movimento, desde Aristóteles até Galileu e Newton.
2) Galileu realizou experimentos que mostraram que um objeto em movimento permanece em movimento uniforme sem força contínua, contrariando a visão de Aristóteles.
3) Newton formulou as leis do movimento, estabelecendo a relação entre força e aceleração.
1) O documento descreve as teorias cosmológicas de Platão, Aristóteles, Hiparco, Ptolomeu, Copérnico, Galileu e Kepler sobre o sistema solar.
2) Kepler formulou três leis sobre o movimento dos planetas com base nas observações de Tycho Brahe, estabelecendo que as órbitas são elípticas com o Sol em um dos focos.
3) A revolução copernicana propôs que o Sol, e não a Terra, estava no centro do sistema solar, contrariando a visão geocêntrica de Ptol
1) O documento discute funções constantes e polinomiais de 1o e 2o grau, e suas aplicações em gráficos e na física, especialmente na cinemática.
2) É apresentado o conceito de inclinação e coeficiente angular de uma reta, e como calculá-los a partir de dois pontos da reta.
3) Um exemplo mostra como determinar a velocidade de um corpo a partir do gráfico da posição vs tempo, que representa um movimento uniforme.
1) As leis de Newton descrevem o movimento e as forças que atuam sobre os objetos, incluindo a inércia, a segunda lei do movimento e a ação e reação.
2) A primeira lei estabelece que um corpo permanece em repouso ou movimento uniforme a menos que uma força externa atue sobre ele.
3) A segunda lei relaciona a força aplicada a um objeto com sua aceleração, sendo diretamente proporcional à força e inversamente proporcional à massa.
Este documento apresenta especificações e normas gerais para levantamentos GPS no Brasil. Detalha os três segmentos do sistema GPS (espacial, de controle e do usuário), as características dos sinais transmitidos pelos satélites e os tipos de receptores GPS. Tem como objetivo fornecer elementos básicos para serviços de posicionamento que utilizam métodos associados ao GPS.
O documento fornece uma introdução ao Sistema de Posicionamento Global (GPS), descrevendo sua estrutura em três segmentos (espacial, de controle e de usuários), os sinais transmitidos pelos satélites e diferentes métodos de posicionamento e medição.
Aula sobre Geotecnologias.
Agradecimento especial ao professor Michel que me concedeu esta apresentação. Toda a montagem do material foi feita (e muito bem feita, por sinal) por ele!
Este trabalho foi elaborado no âmbito das avaliações referentes cadeira de Estudos de Cartografia e Topografia. Neste, abordar-se-á acerca do Smart Station - aparelho revolucionário usado nas medições topográficas – bem como os seus métodos de utilização, suas vantagens e sua aplicação no campo.
O documento descreve a história e funcionamento do sistema de posicionamento global GPS. Começou com o desenvolvimento de sistemas de rádio-navegação na Primeira Guerra Mundial e evoluiu para o uso de satélites nas décadas de 1960 e 1970. A Força Aérea dos EUA desenvolveu o GPS na década de 1970 para fornecer posicionamento preciso em três dimensões para militares. O sistema foi declarado totalmente operacional em 1995 e é composto por satélites, estações de controle e receptores de usuários.
O documento apresenta novos equipamentos e softwares de topografia da empresa GlobalGeo GNSS, incluindo receptores GNSS da série Altus APS capazes de coletar dados por métodos estático, cinético e RTK, o sistema IkeGPS para mapeamento e GIS com captura de imagens georreferenciadas, e o software MicroSurvey CAD para modelagem a partir de nuvens de pontos.
O documento apresenta novos equipamentos e softwares de topografia da empresa GlobalGeo GNSS, incluindo receptores GNSS da série Altus APS capazes de coletar dados por métodos estático, cinético e RTK, o sistema IkeGPS para mapeamento e GIS com captura de imagens georreferenciadas, e o software MicroSurvey CAD com interface CAD para trabalhar com nuvens de pontos.
O documento descreve o funcionamento do Sistema de Posicionamento Global (GPS), incluindo seus três segmentos (espacial, de controle e do utilizador), e como utiliza satélites para determinar a localização de objetos ou pessoas. Também menciona algumas aplicações do GPS como navegação, segurança veicular, mapeamento e mais.
Introdução ao GNSS Sistema Global de PosicionamentoGeraldoGouveia2
Este arquivo descreve sobre o GNSS - Globas NavigationSatellite System falando sobre os sistemas de satélites globais e explicando suas características
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.
Este documento descreve um sistema de rastreamento que pode ser utilizado no desenvolvimento de produtos de localização geográfica. O sistema permite monitorar a velocidade de envio e recepção de mensagens, precisão de posicionamento e tempo de conexão com o servidor. O documento também fornece detalhes sobre como o sistema foi desenvolvido utilizando sockets TCP em Java.
O documento discute a história e os principais sistemas de navegação por satélite global (GNSS), incluindo o GPS americano, GLONASS russo, Galileo europeu e COMPASS chinês. Descreve os três segmentos de cada sistema - espaçial, de controle e usuário - e suas funções. Também lista aplicações como geodésia, cartografia, navegação automotiva e monitoramento de frotas.
Este documento descreve uma pesquisa que validou qualitativamente produtos cartográficos gerados por um veículo aéreo não tripulado (VANT) de baixo custo. A metodologia envolveu o planejamento de voo do VANT, aquisição de imagens aéreas e dados, processamento das imagens para gerar um modelo digital de elevação e ortofoto. Os resultados preliminares mostraram que VANTs podem ser usados para mapeamentos temáticos e atualização de bases de dados cartográficas.
O documento descreve (1) o Sistema de Posicionamento Global (GPS) e seu uso no posicionamento de embarcações, (2) os componentes do GPS incluindo satélites, estações de controle e receptores de usuários, (3) como o GPS funciona usando triangulação de sinais de satélites, e (4) como o Diferencial GPS (DGPS) aumenta a precisão do GPS usando estações de referência.
Este documento fornece um resumo sobre sensoriamento remoto. Ele discute os três níveis de sensoriamento remoto (terrestre, aéreo e orbital), descreve satélites como Landsat e CBERS, e explica como seus diferentes sensores podem ser usados para várias aplicações.
O documento apresenta informações sobre georreferenciação e o sistema de posicionamento global (GPS). Resume os principais pontos sobre como o GPS funciona por meio de uma constelação de satélites, e como aplicativos como o Google Earth podem ser usados para obter coordenadas geográficas. Também discute outros sistemas de navegação por satélite e as melhorias esperadas com o sistema Galileo da União Europeia.
- Entendendo mais sobre a pesquisa;
- O que ocorre com a velocidade a cada instante? Uma nova grandeza física;
- Uma unidade para a aceleração;
- Outra maneira de representar um conjunto de dados;
- Prevendo resultados;
- Como saber onde o veículo estará num certo instante?;
- Breeeeeca!;
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O documento descreve o movimento uniformemente variável (MUV), definindo a aceleração escalar média em um intervalo de tempo e sua unidade no Sistema Internacional de Unidades. Explica que a velocidade pode ser crescente ou decrescente em intervalos pequenos de tempo e como calcular o deslocamento a partir do gráfico da velocidade em função do tempo, usando as equações da velocidade e abscissas e acoplando-as na equação de Torricelli para MUV.
1) O documento discute a evolução histórica da compreensão do movimento, desde Aristóteles até Galileu e Newton.
2) Galileu realizou experimentos que mostraram que um objeto em movimento permanece em movimento uniforme sem força contínua, contrariando a visão de Aristóteles.
3) Newton formulou as leis do movimento, estabelecendo a relação entre força e aceleração.
1) O documento descreve as teorias cosmológicas de Platão, Aristóteles, Hiparco, Ptolomeu, Copérnico, Galileu e Kepler sobre o sistema solar.
2) Kepler formulou três leis sobre o movimento dos planetas com base nas observações de Tycho Brahe, estabelecendo que as órbitas são elípticas com o Sol em um dos focos.
3) A revolução copernicana propôs que o Sol, e não a Terra, estava no centro do sistema solar, contrariando a visão geocêntrica de Ptol
1) O documento discute funções constantes e polinomiais de 1o e 2o grau, e suas aplicações em gráficos e na física, especialmente na cinemática.
2) É apresentado o conceito de inclinação e coeficiente angular de uma reta, e como calculá-los a partir de dois pontos da reta.
3) Um exemplo mostra como determinar a velocidade de um corpo a partir do gráfico da posição vs tempo, que representa um movimento uniforme.
1) As leis de Newton descrevem o movimento e as forças que atuam sobre os objetos, incluindo a inércia, a segunda lei do movimento e a ação e reação.
2) A primeira lei estabelece que um corpo permanece em repouso ou movimento uniforme a menos que uma força externa atue sobre ele.
3) A segunda lei relaciona a força aplicada a um objeto com sua aceleração, sendo diretamente proporcional à força e inversamente proporcional à massa.
Este documento apresenta especificações e normas gerais para levantamentos GPS no Brasil. Detalha os três segmentos do sistema GPS (espacial, de controle e do usuário), as características dos sinais transmitidos pelos satélites e os tipos de receptores GPS. Tem como objetivo fornecer elementos básicos para serviços de posicionamento que utilizam métodos associados ao GPS.
O documento fornece uma introdução ao Sistema de Posicionamento Global (GPS), descrevendo sua estrutura em três segmentos (espacial, de controle e de usuários), os sinais transmitidos pelos satélites e diferentes métodos de posicionamento e medição.
Aula sobre Geotecnologias.
Agradecimento especial ao professor Michel que me concedeu esta apresentação. Toda a montagem do material foi feita (e muito bem feita, por sinal) por ele!
Este trabalho foi elaborado no âmbito das avaliações referentes cadeira de Estudos de Cartografia e Topografia. Neste, abordar-se-á acerca do Smart Station - aparelho revolucionário usado nas medições topográficas – bem como os seus métodos de utilização, suas vantagens e sua aplicação no campo.
O documento descreve a história e funcionamento do sistema de posicionamento global GPS. Começou com o desenvolvimento de sistemas de rádio-navegação na Primeira Guerra Mundial e evoluiu para o uso de satélites nas décadas de 1960 e 1970. A Força Aérea dos EUA desenvolveu o GPS na década de 1970 para fornecer posicionamento preciso em três dimensões para militares. O sistema foi declarado totalmente operacional em 1995 e é composto por satélites, estações de controle e receptores de usuários.
O documento apresenta novos equipamentos e softwares de topografia da empresa GlobalGeo GNSS, incluindo receptores GNSS da série Altus APS capazes de coletar dados por métodos estático, cinético e RTK, o sistema IkeGPS para mapeamento e GIS com captura de imagens georreferenciadas, e o software MicroSurvey CAD para modelagem a partir de nuvens de pontos.
O documento apresenta novos equipamentos e softwares de topografia da empresa GlobalGeo GNSS, incluindo receptores GNSS da série Altus APS capazes de coletar dados por métodos estático, cinético e RTK, o sistema IkeGPS para mapeamento e GIS com captura de imagens georreferenciadas, e o software MicroSurvey CAD com interface CAD para trabalhar com nuvens de pontos.
O documento descreve o funcionamento do Sistema de Posicionamento Global (GPS), incluindo seus três segmentos (espacial, de controle e do utilizador), e como utiliza satélites para determinar a localização de objetos ou pessoas. Também menciona algumas aplicações do GPS como navegação, segurança veicular, mapeamento e mais.
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Este documento discute conceitos fundamentais de sensoriamento remoto e geoprocessamento, incluindo definições, termos técnicos e aplicações. Aborda princípios físicos da radiação eletromagnética, o espectro eletromagnético e interações com a atmosfera e superfície terrestre. Também descreve sistemas de sensoriamento remoto como fotos aéreas e satélites, além de tópicos como avaliação e processamento digital de imagens.
O GPS é um sistema de posicionamento global que utiliza sinais de satélites para determinar a localização de objetos ou pessoas. Funciona através da triangulação da distância entre o receptor e pelo menos 3 satélites. É composto por segmentos espacial, de controle e do utilizador. Tem muitas aplicações úteis e está sendo aprimorado por sistemas como o Galileo Europeu.
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Estrutura de apresentação:
- Apresentação do Centro de Informação Europeia Jacques Delors (CIEJD);
- Documentação;
- Informação;
- Atividade editorial;
- Atividades pedagógicas, formativas e conteúdos;
- O CIEJD Digital;
- Contactos.
Para mais informações, consulte o portal Eurocid:
- https://eurocid.mne.gov.pt/quem-somos
Autor: Centro de Informação Europeia Jacques Delors
Fonte: https://infoeuropa.mne.gov.pt/Nyron/Library/Catalog/winlibimg.aspx?doc=48197&img=9267
Versão em inglês [EN] também disponível em:
https://infoeuropa.mne.gov.pt/Nyron/Library/Catalog/winlibimg.aspx?doc=48197&img=9266
Data de conceção: setembro/2019.
Data de atualização: maio-junho 2024.
1. ULHT! GPS
GPS
Global Positioning System
CET Sistemas de Informação Geográfica
Professor: Turma SIG
Paulo Lusitano Rui Matos | Nºa21003982
Lisboa, 30 de Maio de 2011
30 de Maio de 2011! 1
2. ULHT! GPS
Índice
Introdução 4
I. O que é? 5
II. Componentes Genéricos do Sistema GPS 6
III. Equipamentos GPS 7
IV. Sinais Emitidos Pelos Satélites 9
V. Mensagem de Navegação 10
VI. Posicionamento por Trilateração 11
VII. A Posição dos Satélites no Espaço 12
7.1. Factores Que Afectam A Precisão Do Posicionamento 13
VIII. Erros 14
IX. Caso de Estudo 15
9.1. Metodologia 16
9.1.1. Sistema DGPS multi-antena adaptado a um veículo tipo moto-quatro 16
9.1.2 Sistema DGPS Uni-Antena Transportado Manualmente 17
9.1.3 Método de Levantamento de Campo 18
9.2. Desempenho das Metodologias 19
9.2.1. Erros Instrumentais 19
9.2.2. Erros Metodológicos 20
9.2.3. Erros Operacionais 21
9.1. Erros Associados ao Método de Monitorização 22
Conclusão 23
Bibliografia 24
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4. ULHT! GPS
Introdução
Este trabalho foi proposto pelo docente de GPS, Paulo Lusitano, com o objectivo aumentar os
conhecimentos sobre o Sistema Global de Posicionamento, e também de servir como estudo
para o exame
Ao longo deste trabalho irá-se conhecer alguns componentes técnicos sobre o GPS, incluindo
um caso de estudo português, que consiste na monitorização da costa terrestre.
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5. ULHT! GPS
I. O que é?
O GPS, também conhecido como, Sistema de Posicionamento Global, é um sistema de
navegação por satélite que fornece a um aparelho receptor móvel a posição do mesmo, assim
como informação horária, sob quais condições atmosféricas, a qualquer momento e em
qualquer lugar na Terra, desde que o receptor se encontre no campo de visão de quatro
satélites GPS. Inicialmente o seu uso era exclusivamente militar, estando actualmente
disponível para uso civil gratuito. No entanto, poucas garantias apontam para que em tempo
de guerra o uso civil seja mantido, o que resultaria num serio risco para a navegação. O GPS
foi criado em 1973 para superar as limitações dos anteriores sistemas de navegação.
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6. ULHT! GPS
II. Componentes Genéricos do Sistema GPS
O sistema GPS é constituído por três componentes genéricos que são denominados na
linguagem militar, de segmento espacial, segmento controlo e segmento de utilizadores.
• O segmento de controlo tem a responsabilidade de manter integridade dos satélites e dos
dados por eles transmitidos, zelando portanto pela manutenção da qualidade do serviço
prestado aos utilizadores.
• O segmento espacial é constituído por todos os satélites do sistema que estejam em
órbita, incluindo tanto aqueles que se encontram em operação efectiva como os que se
destinam a suprir eventuais avarias (satélites redundantes ou de “backup”) e ainda os que
se encontrem desactivados mas ainda no espaço.
• O segmento dos utilizadores é constituído por todos os que, efectivamente, utilizam um
receptor GPS, sejam eles utilizadores comuns ou utilizadores autorizados.
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7. ULHT! GPS
III. Equipamentos GPS
De um modo genérico podemos classificar os equipamentos GPS em equipamentos fixos e
equipamentos móveis. Os equipamentos móveis são a esmagadora maioria dos equipamentos
GPS; são estes equipamentos que são utilizados no terreno nas tarefas de navegação,
levantamento e de implantação. Os equipamentos fixos são usualmente colocados em pontos
cujas coordenadas são conhecidas com elevado grau de precisão e destinam-se ao cálculo de
correcções que permitem aumentar grandemente a precisão das coordenadas calculadas por
outros equipamentos GPS6. Qualquer equipamento GPS, independentemente do tipo a que
pertença, possui basicamente os mesmos componentes: receptor, unidade de controlo
(microcomputador) e software de apoio.
Seguem-se breves descrições sobre cada um destes componentes:
• Receptor: os modernos receptores de código C/A7 são capazes de elevadas frequências de
posicionamento (várias determinações por segundo) e conseguem precisões com pós
processamento diferencial que variam entre 5 e menos de um metro. Os receptores variam
em peso, tamanho, número de posicionamentos que são capazes de guardar em memória e
número de canais disponíveis para captar os sinais dos satélites. Quando estacionados num
dado ponto ou em deslocamento entre dois pontos, os receptores determinam a sua posição
recorrendo ao processamento dos sinais emitidos pelos satélites GPS;
• Unidade de controlo: é um microcomputador (portátil no caso dos equipamentos móveis)
onde corre “software” específico que configura o receptor e controla a sua operação – por
exemplo, fixando o tipo posicionamento calculado (a duas ou a três dimensões), frequência
com que é recalculada a posição, etc.. É através destas unidades que o operador pode
intervir no funcionamento do receptor. Algumas unidades de controlo permitem associação
de atributos aos pontos cujas coordenadas forem calculadas. Por vezes o receptor e a
unidade de controlo estão agrupados constituindo um único elemento; esta associação é
mais frequente nos equipamentos destinados à navegação de lazer.
• Software de Apoio: conjuntamente com cada equipamento GPS destinado a ser utilizado em
trabalhos topográficos é usualmente fornecida uma aplicação informática destinada à
realização de duas tarefas distintas, a saber: configuração prévia da unidade de controlo de
modo a optimizar as tarefas de recolha de dados no campo; edição e processamento dos
dados recolhidos. Estas tarefas são constituídas por um conjunto de actividades de entre as
quais são de realçar as seguintes:
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8. ULHT! GPS
A. planeamento do trabalho de campo (determinação da posição dos satélites numa dada
data, avaliando a sua utilidade para posicionamento ao longo do período no qual se prevê
a execução das operações de campo);
B. cópia para um microcomputador de secretária de toda a informação armazenada na
unidade de controlo durante o trabalho de campo;
C. Aplicação de métodos diferenciais para melhorar a precisão dos resultados obtidos no
campo;
D. Edição e adição de atributos;
E. impressão de cartografia;
F. Exportação de ficheiros com os resultados do trabalho efectuado, em formatos
reconhecidos por software de uso generalizado nos domínios da produção cartográfica e
dos sistemas de informação geográfica (SIG).
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9. ULHT! GPS
IV. Sinais Emitidos Pelos Satélites
Os osciladores existentes a bordo dos satélites permitem a geração um sinal oscilatório, de
elevada estabilidade no tempo, com frequência f 0 = 10.23 MHz . Os satélites GPS emitem os
seus sinais em duas frequências portadoras obtidas de f 0 , denominadas L1 (frequência 154f
0 = 1575.42 MHz ) e L2 ( 120f 0 = 1227.60 MHz ); estes valores da frequência colocam as
emissões dos satélites na zona do espectro das radiações electromagnéticas ocupado pelas
microondas.
As portadoras L1 e L2 são modeladas por um conjunto de códigos binários, isto é, sequências
de zeros ou uns.
Estes códigos binários são sequências de bits que não manifestam seguir qualquer padrão, isto
é, aparentem ser sequências aleatórias de bits. Na
verdade estes códigos são perfeitamente
determinísticos: as sequências são resultado da
utilização de algoritmos matemáticos sendo, por
isso, perfeitamente previsíveis as sequências. Por
outro lado, a potência do sinal electromagnético que atinge os receptores GPS é muito
pequena, muito próxima da potência do “ruído de fundo electrostático”. O ruído de fundo
electrostático é um sinal electromagnético “fóssil”, perfeitamente aleatório e uniformemente
distribuído por todas as frequências do espectro electromagnético, contemporâneo da criação
do Universo e que, tanto quanto se sabe, apresenta estas mesmas características em qualquer
lugar. É por estas duas razões que estes códigos são frequentemente denominados códigos
PRS11 ou códigos PRN12.
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10. ULHT! GPS
V. Mensagem de Navegação
Cada satélite emite um conjunto de dados que permite aos receptores determinar os valores
das seguintes variáveis:
• Hora do satélite e a correcção que lhe deve ser aplicada;
• Posição do satélite no espaço (efemérides do satélite);
• Posição aproximada dos satélites GPS (almanaque da constelação);
• Condição de operação do satélite (operacional ou inoperacional);
• Correcção à hora do satélite para hora GPS;
• Estimativas dos efeitos que o atravessamento da atmosfera provoca nos sinais GPS (atrasos
atmosféricos)
Esta mensagem de navegação é transmitida a 50 bits/s, tanto em L1 como em L2.
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11. ULHT! GPS
VI. Posicionamento por Trilateração
A trilateração determinação das coordenadas de um ponto por utilização de um receptor GPS
corresponde à resolução de um problema clássico da geometria. A trilateração permite a
determinação das coordenadas de um ponto com base nas coordenadas de um certo número
de pontos, distintos uns dos outros, e da medição das distâncias que medeiam entre o novo
ponto e os pontos fixos.
No caso do posicionamento com GPS, os pontos fixos são as coordenadas de posição
instantâneas dos satélites cujos sinais são recebidos e processados pelo receptor GPS que
ocupa o ponto de coordenadas desconhecidas. Como já referido, é o processamento dos sinais
recebidos de cada satélite que permite ao receptor GPS determinar a distância que o separa
desse satélite.
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12. ULHT! GPS
VII. A Posição dos Satélites no Espaço
Como é sabido, o cálculo de uma posição ocupada por um receptor GPS baseia-se na resolução
de uma trilateração. Os pontos fixos desta trilateração são as posições ocupadas pelos satélites
nos instantes para os quais foram determinadas as distâncias que os separam do receptor. A
qualidade do posicionamento irá depender em larga medida da precisão com que se conheçam
as posições que os satélites vão ocupando no tempo.
As órbitas dos satélites, atendendo à grande altitude a que estes se deslocam, são muito
estáveis não querendo com isto dizer que não estejam sujeitos a pequenas perturbações cujos
efeitos têm tendência para se irem acumulando com o tempo. Como já referido neste
trabalho, o segmento de controlo tem a tarefa de monitorizar constantemente os satélites e,
sempre que necessário, recalcular as suas órbitas. Perante este tipo de situação, os
parâmetros orbitais actualizados são transmitidos para os devidos satélites, sendo
imediatamente incorporados nas suas mensagens de navegação, ficando assim quase
instantaneamente acessíveis aos utilizadores do sistema. Estes parâmetros orbitais de cada
satélite denominam-se efemérides do satélite e permitem estimar com elevado rigor a posição
que esse satélite ocupa num dado instante.
Mas não é apenas para o posicionamento que é necessário conhecer a localização de cada
satélite no espaço, existem duas outras operações que exigem também o conhecimento das
posições dos satélites, embora o grau de precisão necessária seja inferior, essas operações são
o planeamento dos trabalhos de campo e a inicialização de um receptor.
Para o planeamento é imprescindível, para além do conhecimentos das coordenadas
aproximadas da região onde os trabalhos se irão efectuar, conhecer as posições que os
satélites vão ocupando ao longo do intervalo de tempo durante o qual se pretende executar as
tarefas de campo, só assim se poderá determinar com antecedência os períodos de tempo
durante os quais se verificarão configurações geométricas da constelação, no caso do receptor,
compatíveis com o grau de precisão exigido ao levantamento.
Por outro lado se, ao colocar em funcionamento um receptor, se este não dispuser de
informação relativa à posição dos satélites da constelação em relação à posição que ele próprio
ocupa, então poderá perder-se muito tempo a tentar captar os sinais emitidos por satélites
que, na maioria, se encontram ocultados pela Terra e cujos sinais, portanto, não podem atingir
o receptor.
Por estas duas razões reveste-se de grande importância a capacidade de poder prever, ainda
que com um nível de precisão não muito elevado, a posição de todos os satélites GPS em
qualquer instante. O conjunto dos elementos que permitem estimar a posição ocupada por
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13. ULHT! GPS
todos os satélites GPS num dado instante é denominado almanaque. Em princípio, um
almanaque mantém a sua validade por períodos de sessenta dias. A sua actualização é
competência do segmento de controlo que, sempre que necessário, procede à sua actualização
e à sua transmissão para todos os satélites. O almanaque actualizado será incorporado na
mensagem de navegação de todos os satélites tornando-se, a partir desse instante, acessível a
todos os utilizadores.
7.1. Factores Que Afectam A Precisão Do Posicionamento
Os factores que afectam a precisão com que são calculadas as coordenadas da posição
ocupada por um receptor GPS são agrupados da seguinte forma:
• Posição que os satélites utilizados nos cálculos ocupam relativamente ao receptor (arranjo
espacial dos satélites relativamente ao receptor);
• Erros cometidos nas medições das distâncias aos satélites e na determinação das posições
desses satélites.
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14. ULHT! GPS
VIII. Erros
Os valores que o receptor encontra para grandeza das distâncias aos satélites são afectados
por um conjunto vasto de imprecisões da variada magnitude.
O erro da posição do novo ponto resulta do efeito conjunto dos erros que afectam as medições
das distâncias e dos erros que afectam as coordenadas dos pontos fixos. Estes erros são
agrupados em duas categorias distintas:
• Erros involuntários, isto é, erros que, de modo geral, são resultado de causas naturais.
Quando resultantes de acção humana, são sempre involuntariamente introduzidos;
• Erros voluntários que, como a própria denominação indica, são o resultado de acção humana
voluntária. Têm como objectivo diminuir a utilidade do sistema GPS podendo mesmo, em
situações extremas, torná-lo completamente inútil;
• Erros voluntários que, como a própria denominação indica, são o resultado de acção humana
voluntária. Têm como objectivo diminuir a utilidade do sistema GPS podendo mesmo, em
situações extremas, torná-lo completamente inútil.
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15. ULHT! GPS
IX. Caso de Estudo
A rapidez no processo de monitorização de segmentos litorais constituídos por praias arenosas
relativamente extensas, aliada a níveis de precisão indispensáveis para estudos de evolução da
linha de costa,implica, frequentemente, o desenvolvimento de novas metodologias.
Durante as últimas décadas, os levantamentos de campo efectuados, recorreram,
principalmente, a técnicas fotogramétricas ou de geodesia. Com a chegada das técnicas de
geodesia espacial, foram introduzidas novas metodologias de base terrestre e aérea nos
programas de monitorização litoral.
O seguinte caso de estudo apresenta um protótipo que foi desenvolvido para monitorizar, de
forma eficiente e produtiva, as morfologias presentes em praias arenosas. Este protótipo
recorre à utilização do GPS, incorporando um sistema multi-antena GPS montado num veículo
todo-o-terreno apropriado para se deslocar em ambiente de praia, ou seja ambientes
arenosos.
A monitorização é efectuada sob a forma de uma rede de perfis longitudinais e transversais
relativamente à linha de costa, que incluem toda a praia sub-aérea, desde o limite de espraio
da onda até à base do cordão dunar frontal, ou outra variação topográfica significativa do
terreno.
A partir da rede de perfis GPS obtida, cuja densidade é definida, em cada caso, de acordo com
as características do terreno, é gerado um modelo de elevação do terreno. A partir desse
modelo é possível extrair informação relevante para caracterização morfodinâmica de praias
arenosas, nomeadamente o volume da praia emersa, o declive da face da praia, a localização
de bermas e de outros elementos morfológicos.
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16. ULHT! GPS
9.1. Metodologia
9.1.1. Sistema DGPS multi-antena adaptado a um veículo tipo moto-quatro
Uma das dificuldades inerentes à utilização de GPS em modo diferenc
ial (DGPS) cinemático adaptado a um veículo prende-se com a
eventual redução da precisão do sistema. Havendo uma só antena, a
relação entre a posição do solo e a da antena apenas pode ser
aproximada pela subtracção, na direcção da vertical do local, da altura
da antena ao solo (supostamente conhecida e constante). Os desvios
relativos à vertical provocados pela inclinação do terreno induzem um erro na posição, erro
esse que será tanto maior quanto maior for o comprimento do bastão que fixa a antena, para
um mesmo ângulo de inclinação.
Face às presentes evidências foi desenvolvido um sistema multi-antena que visa corrigir os
erros de planimetria e altimetria. Esse sistema consiste em duas antenas GPS colocadas
transversalmente relativamente à direcção de movimento (uma terceira antena GPS pode ser
colocada para determinação do ângulo de mergulho). Através do cálculo da posição de ambas
as antenas, é estimado o ângulo de inclinação do braço que une a antena exterior ao solo,
sendo este assim compensado. opção pela utilização de um braço de apoio lateral tem como
objectivo facilitar a monitorização da base da duna. Esse braço apresenta, no entanto, outro
tipo de vantagens, mais concretamente ao nível da segurança para o operador no processo de
monitorização da crista de bermas ou de escarpas de erosão talhadas em bermas. Também no
caso da realização de perfis pelo limite de espraio da onda, a utilização do braço lateral traduz-
se em maior segurança e facilidade operacional. O sistema do braço lateral foi desenvolvido de
modo a poder ser facilmente aplicado ao veículo no início de cada campanha, podendo ser
adaptado ao seu lado esquerdo, ou direito, de acordo com o interesse de monitorização. Foi
prestada atenção à pressão do pneu da roda lateral, de forma a garantir que não ocorram
variações significativas na altura da estrutura entre várias campanhas. Uma vantagem
decorrente da rapidez de execução consiste na capacidade de monitorizar, ao longo de vários
quilómetros, o limite da baixa-mar. Outra vantagem prende-se com a possibilidade de
monitorizar a praia após eventos de temporal.
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17. ULHT! GPS
9.1.2 Sistema DGPS Uni-Antena Transportado Manualmente
Quando a zona que se pretende estudar tem uma área reduzida ou é
de difícil acesso a veículos, como seja o caso de uma praia com
grande quantidade de afloramentos rochosos, o sistema DGPS que
recorre à utilização de uma antena transportada pelo observador é o
mais prático. Tendo em conta a necessidade de assegurar elevada
precisão, optou-se neste caso por desenvolver um sistema em que a
antena GPS é fixa a um bastão na base do qual é adaptada uma roda . O bastão é
transportado pelo operador na vertical, de forma a manter uma altura constante da antena,
relativamente ao solo, ao mesmo tempo que a roda acompanha as variações da topografia do
terreno.
Este sistema apresenta vantagens de manuseamento em relação a sistemas em que o bastão
é adaptado a uma mochila, uma vez que não é possível controlar, neste último caso, nem a
distância em relação ao solo nem os locais exactos de passagem. Apesar das limitações
espaciais da área a monitorizar, esta metodologia apresenta vantagens relativamente aos
tradicionais perfis obtidos pelos métodos de geodesia clássica. Destaca-se a maior rapidez no
processo de aquisição de dados e um maior volume de informação por perfil realizado.
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18. ULHT! GPS
9.1.3 Método de Levantamento de Campo
Um dos primeiros aspectos no planeamento do trabalho de campo relaciona-se com a escolha
da distribuição espacial dos dados. A presente metodologia de monitorização permite fazer a
aquisição de dados segundo perfis. De acordo com a velocidade de deslocação do veículo,
considerando o sistema multi-antena adaptado a um veículo moto-quatro, e da cadência de
aquisição de dados, a qual é predefinida pelo operador do sistema, a distribuição espacial das
posições poderá variar num perfil. Para um receptor GPS que opera a 5 Hertz, é possível
recolher cinco posições por segundo. Se o veículo se desloca a uma velocidade constante de
5m/s é possível obter posições espaçadas metro a metro ao longo do perfil. Tendo em conta
que o objectivo final é a geração de um DEM, torna-se necessário definir uma rede de perfis
longitudinais e transversais à linha de costa. As relações entre o número de perfis e a
dimensão da área geográfica determinam uma maior ou menor capacidade em representar a
morfologia do terreno. Como base de trabalho considera-se que o número de perfis
transversais e longitudinais realizados num determinado segmento litoral de praia emersa deve
ser escolhido de acordo com as características morfológicas do terreno. Os perfis longitudinais
e transversais devem ser efectuados de forma a delinear, da melhor forma possível, as
principais morfologias de praia, tais como bermas, cúspides e terraços de maré.
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19. ULHT! GPS
9.2. Desempenho das Metodologias
9.2.1. Erros Instrumentais
Cada medida GPS em modo diferencial é afectada por uma fonte de erro que depende da
distância entre a estação de referência e a estação móvel. De acordo com 1
, as precisões
horizontal e vertical são, respectivamente, de 0,01 m e 0,02 m, às quais se adiciona o factor
(2 ppm*d), em que d representa a distância entre as estações de referência e móvel. Se for
considerada uma distância média entre ambas as estações de 10 quilómetros, a precisão
instrumental será de 0,03 m em planimetria e de 0,04 m em altimetria. Em posicionamento
cinemático é de prever, contudo, uma degradação da precisão para distâncias superiores a 10
quilómetros.
1 Professor universitário na Universidade Graz, Alemanha.
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20. ULHT! GPS
9.2.2. Erros Metodológicos
Os testes que visam avaliar a exactidão foram realizados considerando a comparação entre
medidas efectuadas por uma técnica independente, com recurso a uma estação total, e
medidas obtidas pelo sistema DGPS uni-antena, ao longo de perfis transversais à praia. Os
resultados obtidos indicam que as diferenças entre ambas as técnicas nas componentes
horizontal e vertical são da ordem do centímetro. Em geral, essas diferenças são inferiores a
0,03 m. Os testes de precisão tiveram como objectivo comparar o desempenho das
metodologias apresentadas na secção anterior, em condições de trabalho de campo. Uma rede
de perfis longitudinais e transversais à linha de costa foi monitorizada por ambas as
metodologias. A precisão foi avaliada em pontos situados no cruzamento de perfis, os quais
constituíram pontos de controlo. A diferença na componente vertical do posicionamento, entre
ambas as metodologias, considerando os pontos de controlo, foi inferior a 0,02 m.
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21. ULHT! GPS
9.2.3. Erros Operacionais
As medidas obtidas pelo sistema uni-antena DGPS são afectadas por inclinações do bastão ao
qual está adaptada a antena. Essas inclinações podem ser provocadas pelo operador, devido a
descuidos no transporte do bastão. Como exemplo, para uma antena transportada a uma
altura de 2 m relativamente ao solo e considerando, nessa situação, um desvio da vertical de
10º no bastão ao qual está adaptada a antena, é induzido um erro de 0,34 m na componente
planimétrica da posição e 0,03 m na componente altimetria. Por conseguinte, a experiência do
operador de campo é um factor relevante para a produção de bons resultados. Relativamente
ao sistema multi-antena DGPS apresentado, deve ser referido que este apenas corrige os erros
da componente de inclinação lateral do veículo, ou seja, dos movimentos rotativos do bastão
vertical em relação ao eixo longitudinal do veículo. A componente de mergulho, a qual está
relacionado com movimentos rotativos do bastão vertical em relação ao eixo transversal do
veículo, pode ser corrigida com a utilização de uma terceira antena, segundo uma direcção
perpendicular à linha formada pelas outras duas antenas. Uma vez que as principais
inclinações do terreno nas praias arenosas onde foram realizados os testes (costa ocidental de
Portugal) ocorrem quando o veículo se desloca na direcção longitudinal da praia, considerou-se
ser pouco relevante a introdução de uma terceira antena GPS.
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22. ULHT! GPS
9.1. Erros Associados ao Método de Monitorização
Conforme foi referido na secção anterior, o método de monitorização consiste na realização de
perfis longitudinais e transversais à linha de costa. Esses perfis podem ser considerados como
a base para a interpolação posterior e consequente geração do DEM relativo ao segmento em
estudo. Por conseguinte, quanto melhor a cobertura de
um determinado segmento litoral, ou seja, quanto
maior for o número de perfis longitudinais e
transversais, melhor será o suporte para a interpolação
que irá gerar o DEM. Todavia, um volume de informação
demasiado denso representa custos acrescidos,
relacionados com a maior duração da monitorização,
bem como de dificuldades acrescidas, relacionadas com
algumas rotinas de processamento. Em oposição, um
volume de informação demasiado escasso pode impedir
uma representação satisfatória da superfície
monitorizada. Os resultados apresentados num teste
que consistiu na avaliação do volume sedimentar médio
de uma praia, por comparação de dois DEMs gerados a
partir de grelhas de perfis, cujo espaçamento médio é
significativamente distinto. No primeiro caso, o
espaçamento entre perfis transversais e longitudinais é
de cerca de 20 m e, no segundo, é de cerca de 10 m.
Saliente-se, que não houve preocupação em manter
constante a distância entre perfis, mas apenas de
delinear as morfologias do terreno. Por conseguinte, a
distribuição geral dos perfis no terreno não é uniforme.
Os levantamentos de campo para este teste foram
efectuados no mesmo local e em simultâneo. Para a
geração do DEM utilizou-se um método interpolador que
recorre a redes de triângulos irregulares (Triangular Irregular Networks –TIN). Os resultados
obtidos indicam que a diferença média na componente altimétrica entre as duas superficies
geradas por interpolação, ou seja, entre os dois DEMs, é de cerca de 0,009 m.
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23. ULHT! GPS
Conclusão
Após a conclusão deste trabalho, pode-se afirmar que:
• Existe mais consciência em relação aos satélites;
• Adquiriu-se mais conhecimento sobre questões técnicas relacionadas com GPS;
• Descobriu-se casos de estudos, alguns de Portugal, outros de outros paises, casos esses que
abordam a temática GPS.
Relativamente ao caso de estudo abordado neste trabalho, conclui-se que o desenvolvimento
de um sistema multi-antena DGPS adaptado a um veículo moto-quatro visa dar resposta a
uma lacuna na exploração das potencialidades oferecidas pelo GPS para monitorização de
praias. Este sistema apresenta, pela forma como foi desenvolvido e implementado, alguns
aspectos que se podem considerar inovadores. Neste caso, ainda se destaca o baixo custo das
metodologias propostas, especialmente no que diz respeito a aspectos relacionados com a
logística e operacionalidade do sistema, o qual pode operar em praticamente todas as
condições meteorológicas. Esta é talvez uma das mais importantes vantagens do sistema,
quando o objectivo se relaciona com a realização de programas que incluem monitorização
sistemática do litoral.
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24. ULHT! GPS
Bibliografia
Os recursos por nós utilizados na World Wide Web foram:
• http://pt.wikipedia.org/
• http://www.dgge.pt/
• http://www.igeo.pt/
• http://www.igeoe.pt/
• http://portal.icnb.pt/ICNPortal/vPT2007/
• http://luiscosta.free.fr/Docs/RELFINAL_PSTFC.pdf
• http://site.ifpb.edu.br/arquivos/GPPI/sig.pdf
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