Unidade 7: GPS

Prof. Dr. Cláudio Baptista

Introdução a GPS

GPSGlobal Positioning System

Também conhecido como NAVSTAR (Navigation Satellite with Time and Ranging)

Sistema iniciado em 1973 e inaugurado em 1978 pelo DOD-EUA, com fins militares (concorrente ao Soviético GLONASS)

Projeto inicialmente orçado em US$12 Bilhões Sistema de rádio baseado numa

Constelação de 24 satélitesa uma altitude de 20.200km em 6 órbitas

Base de controle: são 5 espalhadas no mundo que servem para monitorar/corrijir dados de satélites

EX. de um Satélite Name: NAVSTAR Manufacturer: Rockwell International Altitude: 10,900 nautical miles Weight: 1900 lbs (in orbit) Size:17 ft with solar panels extended Orbital Period: 12 hours Orbital Plane: 55 degrees to equitorial plane Planned Lifespan: 7.5 years

GPS Permite que usuários, em terra,

mar e ar, determinem suas posições tridimensionais( latitude, longitude e altitude), velocidade e hora, 24 horas por dia, independente de condições atmosféricas, em qualquer lugar do mundo

O quê é GPS?

Como funciona?

Como funciona? 5 passos:

1. A base de GPS é "triangulação" de satélites. 2. Para "triangular," um receptor GPS mede a distância

usando o tempo de deslocamento dos sinais de rádio. 3. Para medir o tempo de deslocamento, o GPS

necessita de tempo preciso 4. Além da distância, precisa-se saber a localização dos

satélites. 5. Finalmente, deve-se corrijir os atrasos do sinal

provenientes de seu deslocamento pela atmosfera,

Princípio da Triangulação- Suponha que medíssemos nossa distância de um satélite e encontramos o valor 11.000 milhas

- Significa dizer que estamos localizados em algum ponto numa esfera cujo centro é o satélite e que possui raio 11.000 milhas.

- Se calculássemos a distância para um outro satélite e obtivéssemos o valor 12.000 milhas teríamos situação do próximo slide ...

Se medissemos a distância para um terceiro satélite ...

Passo2: Medindo a distância

Mede-se o tempo que o sinal leva para chegar do satélite no GPS distância = velocidade (da luz) * tempo

Como obter o tempo?-Tempo é complicado: Precisamos de relógios paramedir o tempo de deslocamento- O tempo de delocamento para um satélite é cerca de 0.06 segundos- A diferença em sincronização do tempo de recepção menos o tempo do satélite é o tempo de deslocamento

Analogia: Suponha que executemos Asa Branca no satelitee no GPS ao meio dia. Ao receber Asa Branca do satéliteveremos que está defasado. O que se faz é atrasar a Asa Brancado GPS até que elas fiquem sincronizadas. Este atraso é justamente o tempo de deslocamento do sinalRealidade: Ao invés de Asa Branca, utiliza-se o código PRC

Código PRC

Como sincronizar satélite e GPS?

Como sincronizar satélite e GPS? Precisa-se utilizar relógios precisos. Os

satélite são equipados com relógios atômicos.

Porém se um GPS tivesse que ter relógio atômico seu custo seria em torno de US$100.000,00.

Solução: usar um quarto satélite na triangulação para sincronização de tempo

Radar monitora altitude, velocidade e posição

USO de DOP

USO de DOP - Dilution of Precision

DOD : varia de 1 a 10, quanto menor melhor!

DGPS

DGPS

DGPS

Acrescenta-se uma estação estática com localização precisa.

DGPS

Compara o tempo calculado na estação base com o tempodo satélite, a diferença é o erro

DGPS

Obtém a lista dos erros da cada satélite e a envia para cada GPS

DGPS Pós-processado

DGPS

Aplicação na aviação

Pouso com visibilidade ZERO!

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