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TECNOLOGIA GPS / SEGMENTO ESPACIAL / SEGMENTO DE CONTROLE / SEGMENTO DO USUÁRIO:

 

 O  QUE  OBJETIVOU  INICIALMENTE  O DESENVOLVIMENTO DO SISTEMA GPS ?

 GPS  é um sistema de posicionamento global via satélite, que teve seu projeto iniciado em 1973 pelo  Departamento  de  Defesa  dos  Estados  Unidos, atendendo aos seguintes propósitos militares:

 -Determinação da posição exata de aeronaves e navios sobre qualquer circunstância de tempo;

 -Direcionamento de mísseis balísticos;

 -Localização de tropas terrestres em movimento, dentre outros.

 Os projetistas do GPS também planejaram o sistema para uso  civil,  porém  com  precisão  menor  do  que  para  as operações militares.

 

O QUE COMPÕE O SISTEMA GPS ?

O sistema é composto por 3 partes ou segmentos:

Segmento Espacial;
 
Segmento de Controle;
 
Segmento do Usuário.
 

 

SEGMENTO ESPACIAL

Composto por satélites GPS, também conhecidos como SV (Space Vehicles  –  veículos espaciais).

 - Formado  por  uma  constelação  de  24  satélites titulares e 7 reservas.

 - Não geostáticos (movimentam-se redor da Terra).

 - 6 órbitas diferentes.
 
 - 4 satélites por órbita.
 
 - Perfazem  a  órbita  a cada 12 horas (2 vezes ao dia).
 
 - Altitude de 20.200 Km.
 

CONSTELAÇÃO DE SATÉLITES GPS:

24 satélites na altitude de 20.200 Km.

 

 

 QUEM FABRICOU OS SATÉLITES GPS ?

 Os satélites GPS foram fabricados pela Rockwell InternationalGeneral Electric Astrospace e outras grandes empresas do ramo.

 CADA SATÉLITE GPS POSSUI:

        - Painéis solares para fornecimento de energia.

        - Relógio Atômico (trabalha sem energia atômica, usa a precisão das oscilações atômicas do Rubídio Césio).

        - Equipamentos de computação e comunicação.

        -  Baterias recarregáveis para os períodos de eclipse.

 

 

POTÊNCIA DOS SINAIS  E  ANTENAS RECEPTORAS:

 - Os  sinais  de  rádio  emitidos  pelos  satélites  são  de alta  freqüência (UHF), modulados e enviados na velocidade   da  luz,  através  de   2  ondas  portadoras   senoidais:

  L1 à 1.575,42 MHz (comprimento 19 cm) e  L2 à 1.227,60 MHz (comprimento 24 cm),  geradas  pelo relógio  do  satélite.

 - Os receptores militares (mais precisos: 1 a 5 m) captam as ondas L1e L2, enquanto os receptores civis ( 5 a 15 m) só captam a onda L1.

 - A  potência  de transmissão dos sinais é de apenas 50 Watts.

 - Esses sinais de  baixa potência que são emitidos a cada milisegundoe portam  poucas  informações,  são  captados continuamentepelos  receptores GPS.

 - Os  sinais  dos  satélites  são  captados  pelos  receptores GPS, através  de antenas  do  tamanho  de  um  batom.

 

 CONTEÚDO INFORMACIONAL DOS SINAIS GERADOS PELOS SATÉLITES:

Os sinais transmitidos pelos satélites contém:

- ”Código de Identidade"  do satélite;

- Dados de statusdo sistema;

- Hora-padrão com precisão de relógio atômico;

- Dados do "efemérides".

Os dados do "efemérides" informam ao microprocessador do receptor GPS, parâmetros  orbitais  e onde procurar cada  satélite  a  qualquer  momento do dia.

 

SEGMENTO DE CONTROLE :

 Todos os 24 satélites são controlados pelo Segmento de Controle (estações de monitoramento) em terra.

 As  estações  terrestres, sob o controle do DOD, tem o objetivo  de  monitorar, corrigir e garantir o perfeito funcionamento do sistema GPS,  podendo  inclusive, modificar  parâmetros  orbitais.

imagemvaztolentino.com.br

 

Os locais onde estão instaladas as estações de monitoramento são os seguintes:

- Colorado(EUA - Estação Master).

- Ilha de Ascención (Atlântico Sul).

- Diego Garcia (Oceano Índico).

- Kwajalien (Oceano Pacífico).

- Cabo Kennedy (Florida - EUA).

- Hawaii (EUA - Oceano Pacífico).

 As posições geográficas das estações de monitoramento foram estrategicamente escolhidas visando oferecer um acompanhamento constante de cada satélite do sistema GPS.

 

SEGMENTO DO USUÁRIO  

imagem:garmin.com

Este segmento é formado pela comunidade de usuários e  pelos  receptores  GPS  (GPS  receivers)  que  podem  variar  de  tamanho,  modelo, fabricante  e qualidade.

 

 O receptor GPS é um equipamento que converte sinais de rádio vindos dos satélites para determinar a posição geográfica (latitude, longitude e altitude) de um  ponto no  globo terrestre, orientando qualquer tipo de navegação.

 A  maioria  dos  receptores  GPS  pode  rastrear  até 12 satélites ao mesmo tempo.

 

AS INFORMAÇÕES FORNECIDAS PELO RECEPTOR GPS SÃO AS SEGUINTES:

 -Posição  tridimensional  de um ponto (latitude, longitude e altitude- coordenadas geográficas), através de um  processo  matemático  conhecido  como  "triangulação".

 Com  3  satélites  tem-se  apenas  o  posicionamento  bidimensional (x,y) e com 4 satélites ou mais consegue-se o posicionamento tridimensional (x,y,z).

 Atualmente o erro de posicionamento dos aparelhos civis em boas condições de recepção varia de 5 a 15 metros (ou até menos).

    

imagemvaztolentino.com.br

 

As informações básicas fornecidas pelo processador do receptor GPS são as seguintes:

- Velocidadede deslocamento;

- Velocidade médiadesde o início do deslocamento ;

- Velocidade máximadesde o início do deslocamento;

- Angulo de proacom o Norte de Referência;

- Rumopara chegar até o destino(“ Seta Direcional”);

- Angulo da direção correta para o ponto alvo em relação ao norte de referência (azimute);

- Hora e datacom precisão de relógio atômico;

- h/m/s  do  nascimento do solno ponto onde se está;

- h/m/s  do  por  do  sol  no ponto onde se está;

- Tempo  de  viagem  desde  o início do deslocamento;

- Distância percorridadesde o início do deslocamento;

- Tempo estimadopara chegara um destino;

Quando  em  deslocamento,  o  aparelho  receptor  GPS reposiciona-se  a  cada  instante,  criando  uma  seqüência  de posições ou waypoints,  permitindo assim, a navegação em  tempo real, além da  "plotagem" da trilha percorrida (tracklog) em  sua  memória  e  a  definição da direção de deslocamento.

 

 

BASE MAP :

Os receptores GPS mais avançados possuem um recurso  chamado  Base Map,  que  são  mapas armazenados  na  memória  do  receptor  GPS  para  facilitar  a  navegação.

Com  a existência de mapas internos ao receptor, o usuário pode saber com grande certeza onde  exatamente se  encontra, pois  são  providos  de ruas, estradas,  ferrovias, aeroportos, cidades, rios,  oceanos,  etc.

imagem: garmin.com

Receptores GPS com Base-Map.

 

 

TELA DE VISUALIZAÇÃO DE CAPTURA DE SINAIS DE SATÉLITES:

Normalmente a “TELA DE VISUALIZAÇÃO DE CAPTURA DE SINAIS DE SATÉLITES” presente nos receptores GPS, informa o seguinte:

imagemvaztolentino.com.br

 

A ARQUITETURA DE HARDWARE DOS RECEPTORES GPS:

imagemvaztolentino.com.br

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