GPS - O que é?

(Global Positioning System) é a abreviatura de NAVSTAR GPS. Este é um sistema tecnológico de navegação com base em satélites artificiais equipados com computadores e relógios atómicos a bordo. Concebido pelo Departamento de Defesa dos EUA no início da década de 1960 e posto em funcionamento operacional em 1995, este sistema fornece-nos informações sobre uma posição tridimensional, velocidade e tempo, através dos sinais rádio que emite.

GPS - Para que serve?

Inicialmente, o Departamento de Defesa dos EUA, criou este sistema, NAVSTAR, para que os militares norte-americanos podessem ter acesso a localizações de meios precisos e seguros para posicionamento e movimentação. É por esta razão que o sistema possuí dois códicos, um para os militares e um para os civis. Os sistemas GPS para militares são mais precisos que os para civis. Os GPS permitem ao utilizador saber a sua localização (latitude, longitude e altitude), velocidade e tempo, 24 horas por dia, sob quaisquer condições atmosféricas.

GPS - Vantagens:

Não seria lógico construir-se um sistema se este não nos permitisse disfrutar de vantagens. O GPS não é excepção. É extremaente vantajoso usar GPS, uma vez que:

-ȃ extremamente preciso.

-»Funciona 24horas por dia

-»É possível obter resultados independentemente das condições atmosféricas.

-»A rede de satélites cobre todo o globo.

-»Permite conhecer a posição tridimensional de um corpo quakquer (latitude, longitude e altitude).

-» Dá-nos indicações da velocidade.

-» Cronometra o tempo.

-» Orienta-nos no decorrer de uma viagem.

-» Armazena coordenadas de posições possibilitando a reconstituição de percursos de viagens.

GPS- Como é costituído

O GPS, como já foi referido, permite por exemplo determinar com rior a posição de uma pessoa. Para que este funcione, é necessário existirem 3 segmentos. São eles o segmento espacial, de controlo e de utilizadores.

• Segmento espacial: Constituído por uma constelação de 24 satélites artificiais, que distam aproximadamente 20 180 km sa superfície terrestre e emitem sinais electroagnéticos que propagam por ondas rádio. Cada satélite demora cerca de 11horas e 58 minutos a dar uma volta em torno do planeta Terra. Eles estão distribuídos segundo 6 planos orbitais. Os planos distam aproximadamente 60º de longitude com uma inclinação de 55º em relação ao plano equatorial. Existem sempre, pelo menos, 4 satélites visíveis acima do horizonte para que se possa determinar qualquer ponto em qualquer altura.
  
  


• Segmento de controlo: Constituído por 5 estações de rastreio, 3 antenas e ainda uma estação principal. Este segmento tem como função actualizar os satélites, ou seja dar-lhes a informação das posições (órbitas) que devem tomar. Para alén desta actualização também é neste que se procede a uma sincronização dos relógios.
  


• Segmento de utilizadores: Constituído por todos aqueles que usam receptores GPS. É neste segmento que se faz o processamento dos dados fornecidos, para que se obtenham valores de coordenadas de posição, velocidade e ainda de cronometragem do tempo.

GPS- Funcionamento

O funcionamento do GPS consiste em:

• saber a posição relativa a três satélites distintos;
  
• conhecer os pontos de intersecção de três esferas cujos raios são as distâncias relativas ao receptor e os satélites;
  
• utilizar um quarto satélite para sincronizar os relógios dos receptores e dos satélites;
  
• eliminar um dos pontos de intersecção através do quarto satélite ou porque se encontra demasiado afastado ou fora da superf+icie terrestre;
  
• cada satélite transmite um sinal que é recebido pelo receptor, este por sua vez mede o tempo que os sinais demoram a chegar até ele.
  

Para que se obtenha o clor da distância relativa do receptor a cada um dos satélites, procedeos à seguinte fórmula:

distância = velocidade de propagação da radiação electromagnética * intervalo de tempo

GPS - factores que afectam a sua precisão

Fontes de erro:

• Disponibilidade Selectiva que é imposta pelo Departamento de Defesa dos EUA, impondo um erro máximo de 100 metros. Esta medida foi tomada para que organizações terroristas ou forças inimigas não se utilizem da precisão do sistema.
• Geometria dos Satélites - localização dos satélites uns em relação aos outros sob a perspectiva do receptor GPS, ou seja, se um receptor GPS estiver localizado sob 4 satélites e todos eles estiverem a mesma região, o receptor pode não ser capaz de se localizar, uma vez que todas as distâncias provêm da mesma direcção. Assim, a triangulação é pobre e a área comum de intersecção das medidas é uito grande.
• Reflexão do sinal em objectos - cmo o sinal demora mais tempo a alcançar o receptor, este "entende" que o satélite está mais longe que na realidade. Erro de cerca de 2 metros.
• Atraso na propagação dos sinais devido a efeitos atmosféricos
• Alterações do relógio interno de um satélite

GPS - Aplicações

Aplicações do GPS:

• navegação marítima
• aviação
• construção civil
• agricultura
• cartografia
• busca de acidentes
• traçar de rotas
• localização de pessoas que percorrem rotas desconhecidas

Um pouco coordenadas geográficas:

O GPS diz-nos precisamente onde nos encontramos, onde nos localizamos, ou seja, diz-nos a que latirude, longitude e altura estamos.

O equador é um círculo máximo que divide a Terra em dois hemisférios (o Norte e o Sul). A ele correspondem 0º de Latitude.

Os meridianos são círculos máximos que passam pelos pólos da Terra, dividindo-na em dois hemisférios (ocidental e oriental). A eles correspondem longitudes que variam de 0º a 180º Oeste e de 0º a 180º Este.

Assim como os meridianos, o meridiano de Greenwich também passa pelos pólos da Terra, a única coisa que este meridiano tem de especial reside no facto de ser considerado o início da contagem dos graus de longitudes. A ele correspondem 0º de longitude.

Nas figuras do lado é possível vizualizar o hemisfério Norte e o hemisfério Sul, respectivamente.

Os paralelos são cículos menores do que o equador e os meridianos, mas que estão contidos em planos que são paralelos ao plano do equador. A estes cabem longitudes de 0º até 90º Norte e 0º até 90º Sul.

Na figura ao lado, temos representados meridianos e o meidiano de Greenwich. A cada meridiano corresponde uma longitude.

Entende-se por longitude: "arco do equador ou o valor do ângulo ao centro da Terra, expresso em graus, medido entre o meridiano que passa pelo local considerado e o meridiano de Greenwich."

Agora, deixamos de parte os meridianos e vamos dar importância aos paralelos. São nestes e no equador que são medidas as latiudes.

Entende-se por latitude: "arco de meridiano ou valor do ângulo ao centro da Terra, expresso em graus, medido entre o paralelo que passa pelo local considerado e o equador."

Altitude: comprimento do segmento vertical compreendido entre o nível médio das águas do mar e o local considerado.