G.P.S

Global Positioning System

1. Global Positioning
System (GPS)
Ecologia de Populações
Prof. Dr. Harold Gordon Fowler
[email protected]

2. Global Positioning
System (GPS)
24 satélites em órbita ao redor da Terra
Cada satélite continuamente radiam um
sinal a velocidade da luz, c
O receptor do GPS mensura o tempo
transcorrido, Dt, desde que o sinal saiu do,
Dr = cDt
Posicionamento obtido pela interseção das
distancias radiais, Dr, de cada satélite
Correição diferencial melhora a precisão

3. Posicionamento Global
usando Satélites
Dr
1
Dr
3
Dr
2
Dr
4
Número
De Satélites
1
2
3
4
Objecto
Definido
Esfera
Circulo
Dois pontos
Ponto Solitário

4. A Importância de
Coordenadas Geográficas
e Pesquisa de Campo
Sistema de Satélites já esta
funcionando
Custo e facilidade de uso de GPS
Requerimento das entidades
financiadoras e revistas
científicos

5. Carta Imagem de Satélite

6. Historia
Os marinheiros dependiam do sul para
determinar a latitude, e relógios para
determinar a longitude
Com o lançamento de Sputnik em 1957, o
posicionamento global a base de radio
virou uma realidade (em teoria)

7. TRANSITO
Foi um forma cru de GPS usando
somente um satélite (1960s)
–Submarinas usaram o sistema
–Pode ser usado somente a cada 35 a 45
minutos
–Submarina precisava ficar parada

8. TIMATION (1960)
Outro satélite (TIMATION I) foi
lançado para melhorar o sistema de
TRANSIT
A inovação principal foi a inclusão de um
relógio atômico
Submarinas agora poderiam estar em
movimento e usar o sistema

9. NAVSTAR
Começou pesquisa e desenvolvimento em 1973
1978 – os primeiros 4 4 satélites
em uso
Operado pelo
Departamento de Defesa
–
–Custo aproximado
US$18,000,000,000 até agora…

10. Existem três componentes de um
GPS
1.) Espaço (satélites)
2.) Controle (uma estação terrestre em
uma localidade geográfica conhecida)
3.) Usuário

11. How it works

12. Satélites
O receptor do GPS mensura
precisamente o tempo necessário para
um sinal viajar de um satélite ao
receptor
Existem muitos
satélites
Alguém sabe quantos?

13. Detalhes
6 planos orbitais,
incluídos a 55
graus ao equador,
cada um com 4
satélites
–21 satélites ativos,
3 reservas
Orbitam a Terra a
12,541 miles e têm
um período orbital
de 11 horas e 56
minutos.

14. Triangulação por Satélite

15. Quantos pontos precisa?
Usando um satélite minimiza a distancia a uma
esfera ao redor do satélite
Usando dois satélites, você terá sua
localização dentro de um circulo (slide
anterior)
Usando três satélites limita sua localização a
somente 2 pontos
–Usualmente, é possível determinar qual ponto
Usando quatro satélites confirma sua
localização e proporciona 2 leituras de for
altitude
–Usualmente você pode determinar qual é correto

16. A importância do tempo
Ambos satélites e receptores geram Pseudo-
Ruído Aleatório (PRN)
–Um Link 1 (L1) sinal é gerado a 1575.42 MHz e Link
2 (L2) sinal é gerado a 1227.60 MHz
Os sinais são modulados para produzir sinais codificados,
como o código C/A (1.023 MHz) e P (10.23 MHz)
–As freqüências são moduladas para produzir
funções de passo
–Os códigos se repetem a cada mili-segundo
Os satélites tem relógios de césio ou rudibio

17. Erros de GPS
Satélites

Relógios do Satélite
(S/A)
Ephemeris/orbita (S/A)
Retarda Atmosférica
Retarda Multi-caminho
Geometria do Satélite
(DOP)
Receptores

1 vs. 2 Receptores de
Freqüência
Seleção do Datum
Localização do Receptor

18. Certeza e Precisão
Sem Certeza,
sem Precisão
Precisão
sem
Certeza
Certeza
sem Precisão
Certeza e
Precisão

19. GPS Diferencial
GPS tem três componentes – controle,
usuário, e espaço
Pode usar o controle (uma unidade de
GPS que opera continuamente de uma
localidade conhecida) para retirar parte
do erro
–GPS diferencial após processamento
–GPS diferencial no tempo real
–WAAS (Wide Area Augmentation System)

20. 2012?
O sistema GPS III será lançado
Deve ter mais precisão do que o limite
atual de 8 m