Posicionamento por Satélite

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Indaial – 2021
Posicionamento Por 
satélite
Prof. Gregorio Carlos De Simone
1a Edição
Copyright © UNIASSELVI 2021
Elaboração:
Prof. Gregorio Carlos De Simone
Revisão, Diagramação e Produção:
Centro Universitário Leonardo da Vinci – UNIASSELVI
Ficha catalográfica elaborada na fonte pela Biblioteca Dante Alighieri 
UNIASSELVI – Indaial.
Impresso por:
S598p
Simone, Gregorio Carlos de
Posicionamento por satélite. / Gregorio Carlos de Simone. – Indaial: 
UNIASSELVI, 2021.
200 p.; il.
ISBN 978-65-5663-483-8
ISBN Digital 978-65-5663-481-4
1. Posicionamento por satélite. – Brasil. II. Centro Universitário 
Leonardo da Vinci.
CDD 910
aPresentação
Realizar uma leitura global sobre o posicionamento de satélites requer 
que o profissional, o estudante ou o pesquisador tenha uma base sólida no 
que diz respeito à tarefa. Para isto ocorrer perfeitamente, é imprescindível 
compreender todo o processo histórico, de criação e evolução do GPS, 
acrônimo de Global System Position.
Para tanto, neste livro, estudaremos uma série de conceitos e 
discussões, que visam proporcionar a você, acadêmico, um embasamento, 
para conhecer amplamente o sistema de posicionamento de satélites. O GPS 
tem se tornado uma tecnologia extremamente útil e inovadora para uma 
ampla rede de atividades, que necessitam da precisão do posicionamento, 
quais sejam da área ambiental, cartográfica, redes de transportes terrestre, 
aérea e marítima, geodinâmica, entre outras mais.
Neste sentido, na Unidade 1, abordaremos inicialmente alguns 
conceitos preliminares sobre o tema, dando prosseguimento através de 
um breve apanhado histórico da evolução do sistema de posicionamento 
e navegação. Serão iniciadas as discussões sobre os princípios do 
funcionamento do sistema, órbitas e constelações de satélites e quais são as 
aplicações, serviços e receptores que podemos utilizar. Por fim, encerrando 
esta primeira unidade, conheceremos os principais sistemas de navegação: o 
sistema Navstar GPS, Glonass e Galileo.
Na Unidade 2, estudaremos a fundo o sistema Navstar GPS, principal 
sistema de navegação e posicionamento utilizado globalmente. Nosso foco 
estará pautado na estrutura, tempo e fontes de erros existentes no meio 
GPS. Assim, poderemos compreender como se dão as leituras, técnicas e 
as interpretações cabíveis dos resultados obtidos. Ainda, trabalharemos 
também com dados georreferenciados, isto é, quais são as fontes de obtenção 
destes dados e para o que eles nos servem. Finalizando a Unidade 2, serão 
apresentados os sistemas de referência dando um zoom nas questões de 
representações espaciais, aplicação de projeções e leitura de escalas. Uma 
breve leitura a respeito da utilização do GNSS na legislação brasileira 
também será realizada.
Por fim, na Unidade 3, encerraremos nosso livro com uma ampla 
abordagem a respeito das observáveis GNSS e métodos de posicionamento, 
permitindo o leitor entender as diferenças existentes entre os métodos de 
posicionamento, admitindo a compreensão, os motivos e os resultados 
esperados ao se escolher um método em detrimento de outro. 
Você já me conhece das outras disciplinas? Não? É calouro? Enfim, tanto para 
você que está chegando agora à UNIASSELVI quanto para você que já é veterano, há 
novidades em nosso material.
Na Educação a Distância, o livro impresso, entregue a todos os acadêmicos desde 2005, é 
o material base da disciplina. A partir de 2017, nossos livros estão de visual novo, com um 
formato mais prático, que cabe na bolsa e facilita a leitura. 
O conteúdo continua na íntegra, mas a estrutura interna foi aperfeiçoada com nova 
diagramação no texto, aproveitando ao máximo o espaço da página, o que também 
contribui para diminuir a extração de árvores para produção de folhas de papel, por exemplo.
Assim, a UNIASSELVI, preocupando-se com o impacto de nossas ações sobre o ambiente, 
apresenta também este livro no formato digital. Assim, você, acadêmico, tem a possibilidade 
de estudá-lo com versatilidade nas telas do celular, tablet ou computador. 
 
Eu mesmo, UNI, ganhei um novo layout, você me verá frequentemente e surgirei para 
apresentar dicas de vídeos e outras fontes de conhecimento que complementam o assunto 
em questão. 
Todos esses ajustes foram pensados a partir de relatos que recebemos nas pesquisas 
institucionais sobre os materiais impressos, para que você, nossa maior prioridade, possa 
continuar seus estudos com um material de qualidade.
Aproveito o momento para convidá-lo para um bate-papo sobre o Exame Nacional de 
Desempenho de Estudantes – ENADE. 
 
Bons estudos!
NOTA
Portanto, convidamos você, estudante, a iniciar conosco este breve 
trajeto de aprendizagem sobre um tema tão importante e atual para as áreas 
de geotecnologias e geoprocessamento. Bons estudos!
 
Prof. Gregorio Carlos De Simone
Olá, acadêmico! Iniciamos agora mais uma disciplina e com ela 
um novo conhecimento. 
Com o objetivo de enriquecer seu conhecimento, construímos, além do livro 
que está em suas mãos, uma rica trilha de aprendizagem, por meio dela você terá 
contato com o vídeo da disciplina, o objeto de aprendizagem, materiais complementares, 
entre outros, todos pensados e construídos na intenção de auxiliar seu crescimento.
Acesse o QR Code, que levará ao AVA, e veja as novidades que preparamos para seu estudo.
Conte conosco, estaremos juntos nesta caminhada!
LEMBRETE
sumário
UNIDADE 1 — POSICIONAMENTO E NAVEGAÇÃO ................................................................ 1
TÓPICO 1 — CONCEITOS PRELIMINARES E A IMPORTÂNCIA PARA O 
GEOPROCESSAMENTO ............................................................................................ 3
1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................... 3
2 UM POUCO DE HISTÓRIA (POSICIONAMENTO E NAVEGAÇÃO)................................... 3
3 POSICIONAMENTO E NAVEGAÇÃO HOJE .............................................................................. 8
4 TIPOS DE EQUIPAMENTOS DE NAVEGAÇÃO ...................................................................... 11
RESUMO DO TÓPICO 1..................................................................................................................... 16
AUTOATIVIDADE .............................................................................................................................. 17
TÓPICO 2 — PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO DO SISTEMA ....................................... 19
1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 19
2 PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO ......................................................................................... 19
3 ÓRBITAS E CONSTELAÇÕES DE SATÉLITES ......................................................................... 26
4 APLICAÇÕES, SERVIÇOS E RECEPTORES ............................................................................... 29
RESUMO DO TÓPICO 2..................................................................................................................... 37
AUTOATIVIDADE .............................................................................................................................. 38
TÓPICO 3 — INTRODUÇÃO AOS SISTEMAS GPS, GLONASS E GALILEO ..................... 41
1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 41
2 SISTEMA NAVSTAR GPS ............................................................................................................... 41
3 SISTEMA GLONASS ....................................................................................................................... 44
4 SISTEMA GALILEO ......................................................................................................................... 47
LEITURA COMPLEMENTAR ............................................................................................................52
RESUMO DO TÓPICO 3..................................................................................................................... 57
AUTOATIVIDADE .............................................................................................................................. 58
REFERÊNCIAS ...................................................................................................................................... 60
UNIDADE 2 — GEOTECNOLOGIAS E A AQUISIÇÃO DE DADOS 
GEORREFERENCIADOS ...................................................................................... 63
TÓPICO 1 — SISTEMAS DE POSICIONAMENTO POR SATÉLITES: ESTRUTURA, 
TEMPO E FONTES DE ERROS GPS ....................................................................... 65
1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 65
2 AS OBSERVÁVEIS GPS ................................................................................................................... 65
2.1 CARACTERÍSTICAS DO SISTEMA ......................................................................................... 66
2.2 COMPOSIÇÃO DO SISTEMA .................................................................................................... 66
2.3 ESTRUTURA DO SINAL GPS .................................................................................................... 67
2.4 SINTESE DAS OBSERVÁVEIS GPS ........................................................................................... 69
3 FONTES DE ERROS GPS ................................................................................................................ 71
4 TÉCNICAS PARA POSICIONAMENTO COM GPS ................................................................. 79
RESUMO DO TÓPICO 1..................................................................................................................... 91
AUTOATIVIDADE .............................................................................................................................. 92
TÓPICO 2 — DADOS GEORREFERENCIADOS .......................................................................... 95
1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 95
2 CONCEITOS BÁSICOS ................................................................................................................... 95
3 FONTES DE OBTENÇÃO .............................................................................................................. 101
3.1 MAPAS ......................................................................................................................................... 101
3.2 REDES ........................................................................................................................................... 102
3.3 IMAGENS .................................................................................................................................... 102
3.4 MODELOS NUMÉRICOS DO TERRENO (MNT) ................................................................. 103
4 PRINCIPAIS USOS ......................................................................................................................... 103
RESUMO DO TÓPICO 2................................................................................................................... 107
AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................ 108
TÓPICO 3 — SISTEMAS DE REFERÊNCIA ASSOCIADOS.................................................... 111
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 111
2 GEODÉSIA E DATUNS ................................................................................................................. 111
3 SISTEMAS, PROJEÇÕES E ESCALAS ....................................................................................... 117
3.1 WGS 84 (WORLD GEODETIC SYSTEM 1984) ....................................................................... 119
3.2 SISTEMA GEODÈSICO BRASILEIRO SIRGAS 2000 ............................................................ 119
3.3 REDE BRASILEIRA DE MONITORAMENTO CONTÍNUO (RBMC) ............................... 122
4 UMA BREVE ABORDAGEM SOBRE O TEMA GNSS NA LEGISLAÇÃO BRASILEIRA ...... 124
LEITURA COMPLEMENTAR .......................................................................................................... 127
RESUMO DO TÓPICO 3................................................................................................................... 132
AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................ 133
REFERÊNCIAS .................................................................................................................................... 135
UNIDADE 3 — SISTEMA DE REFERÊNCIA ESPACIAL E MÉTODOS DE 
POSICIONAMENTO ........................................................................................... 137
TÓPICO 1 — OBSERVÁVEIS GNSS: CARACTERÍSTICAS E ERROS SISTEMÁTICOS ...... 139
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 139
2 PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO GNSS .......................................................................... 139
3 COMPONENTES DOS SINAIS GNSS ....................................................................................... 143
4 DIFICULDADES E ERROS GNSS ............................................................................................... 147
4.1 MULTICAMINHAMENTO....................................................................................................... 149
4.2 PERDAS DE CICLO ................................................................................................................... 150
RESUMO DO TÓPICO 1................................................................................................................... 157
AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................ 158
TÓPICO 2 — MÉTODO DE POSICIONAMENTO GNSS E AS SOLUÇÕES 
DAS AMBIGUIDADES............................................................................................ 161
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 161
2 POSICIONAMENTO POR PONTO SIMPLES ......................................................................... 161
3 RTK E DGPS ..................................................................................................................................... 163
4 POSICIONAMENTO POR PONTO PRECISO (PPP) .............................................................. 169
RESUMO DO TÓPICO 2................................................................................................................... 178
AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................ 179
TÓPICO 3 — OUTROS MÉTODOS DE POSICIONAMENTO GNSS: 
POSICIONAMENTO RELATIVO ......................................................................... 181
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 181
2 POSICIONAMENTO RELATIVO ESTÁTICO E 
ESTÁTICO RÁPIDO ......................................................................................................................... 181
3 POSICIONAMENTO RELATIVO SEMICINEMÁTICO E CINEMÁTICO ....................... 184
4 POSICIONAMENTO RELATIVO A PARTIR DO CÓDIGO C/A ......................................... 185
LEITURA COMPLEMENTAR.......................................................................................................... 188
RESUMO DO TÓPICO 3................................................................................................................... 196
AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................ 197
REFERÊNCIAS .................................................................................................................................... 199
1
UNIDADE 1 — 
POSICIONAMENTO E NAVEGAÇÃO
OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM
PLANO DE ESTUDOS
A partir do estudo desta unidade, você deverá ser capaz de:
• compreender o surgimento e o desenvolvimento dos sistemas de 
posicionamento por satélites; 
• abarcar a importância dos sistemas de posicionamento por satélite para o 
desenvolvimento das técnicas de geoprocessamento;
• analisar os princípios de funcionamento do sistema;
• identificar e caracterizar os sistemas Navstar GPS, Glonass e Galileo.
Esta unidade está dividida em três tópicos. No decorrer da unidade, 
você encontrará autoatividades com o objetivo de reforçar o conteúdo 
apresentado.
TÓPICO 1 – CONCEITOS PRELIMINARES E A IMPORTÂNCIA PARA O 
GEOPROCESSAMENTO
TÓPICO 2 – PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO DO SISTEMA
TÓPICO 3 – INTRODUÇÃO AO SISTEMAS GPS, GLONASS E GALILEO
Preparado para ampliar seus conhecimentos? Respire e vamos 
em frente! Procure um ambiente que facilite a concentração, assim absorverá 
melhor as informações.
CHAMADA
2
3
TÓPICO 1 — 
UNIDADE 1
CONCEITOS PRELIMINARES E A IMPORTÂNCIA PARA 
O GEOPROCESSAMENTO
1 INTRODUÇÃO
Neste tópico, abordaremos preliminarmente alguns conceitos importantes 
a respeito do posicionamento e navegação por satélite. Para tanto, analisaremos 
brevemente o histórico da temática, como e quando ela surgiu, e quais foram as 
evoluções ocorridas até os dias de hoje. Deste modo, veremos que o conhecimento 
geográfico posicional foi algo inerente ao homem desde a pré-história, sendo 
sistematizado em seu tempo, conforme o seu horizonte geográfico se expandia. 
Vislumbraremos, de maneira breve, os tipos de tecnologias/equipamentos 
utilizados de modo a inferir a sistematização geográfica. Poderemos compreender 
que os Sistemas de navegação por satélite são sistemas capazes de estabelecer o 
posicionamento geoespacial de um objeto na superfície da Terra através do uso 
de satélites artificiais que orbitam ao redor do planeta.
Por fim, de modo a se obter o melhor rendimento do acadêmico a respeito 
dos assuntos apresentados no Tópico 1 será proposta uma autoatividade, 
envolvendo conceitos, histórico do sistema de posicionamento e navegação, bem 
como os equipamentos chave que os integram. Bons estudos!
2 UM POUCO DE HISTÓRIA (POSICIONAMENTO E 
NAVEGAÇÃO)
O cenário mundial da informação e da comunicação vem incidindo 
por grandes mutações nos últimos anos, tais quais são advindas dos avanços 
tecnológicos os quais tem proporcionado, a cada instante, uma nova opção para a 
difusão das informações. Naturalmente, constata-se a interferência das inovações 
tecnológicas em nossas vidas, seja por meio de acesso às informações via rede 
mundial de computadores, ou ainda mesmo através da realização de uma simples 
operação bancária, realizada sem o auxílio de terceiros, através de computadores, 
chamados de caixas eletrônicos.
UNIDADE 1 — POSICIONAMENTO E NAVEGAÇÃO
4
Consagradamente a apreciação e a representação da superfície terrestre 
têm se dado com o aspecto primordial da organização e desenvolvimento das 
sociedades. O entendimento sobre a distribuição espacial dos recursos naturais, 
infraestrutura instalada, distribuição da população, entre outros, sempre fez 
parte, das noções básicas sobre as quais eram redigidos os novos rumos para o 
desenvolvimento regional.
Desde os tempos pretéritos até os dias de hoje, as informações e dados 
espaciais têm sido apresentados de forma gráfica pelos antigos cartógrafos e 
utilizados por navegadores e demais profissionais atuantes na área. A recolha de 
indicações sobre a organização geográfica de recursos minerais, terras rurais, áreas 
urbanas, animais e plantas sempre foi um elemento importante das atividades 
das sociedades organizadas. O alcance de informações a respeito da distribuição 
geográfica dos recursos naturais içou o desenvolvimento de numerosos países, 
possibilitando desde então uma ocupação e expansão territorial mais planejada.
Localizar um objeto nada mais é do que atribuir-lhe coordenadas. Ainda que 
atualmente se trate de um trabalho que possa ser exercido com tocante parcimônia, 
valendo-se, por exemplo, de satélites artificiais próprios para este fim, este foi 
um dos principais problemas científicos que o ente homem intentou esclarecer. 
Nós, incessantemente, estivemos dedicados em enxergar onde estávamos, 
primeiramente concentrados à vizinhança imediata ao nosso lar, posteriormente o 
interesse ampliou-se para as regiões de comercialização e, por fim, com a expansão 
da navegação marítima, praticamente alcançou-se o mundo todo.
Dominar fronteiras, de modo que a viagem da embarcação terminasse 
segura, requeria a compreensão sob a forma de navegar, ou seja, saber ir e voltar 
de um local a outro e fixar posições geográficas, sejam em terra ou no mar. Por 
profuso tempo, o sol, os planetas e as estrelas foram grandes marcas de direção. 
Entretanto, além do primordial talento do marinheiro, as circunstancias climáticas 
podiam ser a diversidade entre o sucesso e o insucesso de uma expedição 
(DOTORI; NEGRAES, 1997). Surgiu, em seguida, a bússola, criada pelos chineses, 
a qual gerou uma real inovação na navegação.
A bússola é um dispositivo que admite alcançar ou determinar direções. Ela 
compreende basicamente num ponteiro magnetizado livre para se ordenar de modo preciso 
com o campo magnético da Terra. A bússola concede então a uma direção de referência 
conhecida que é de grande apoio na navegação, por exemplo. Os pontos cardeais são norte, 
sul, leste e oeste. Uma bússola pode ser empregada com um relógio e uma sextante para ceder 
uma capacidade de navegação bem precisa. Esse dispositivo potencializou extremamente o 
comércio marítimo conduzindo as viagens mais seguras e eficazes.
INTERESSA
NTE
TÓPICO 1 — CONCEITOS PRELIMINARES E A IMPORTÂNCIA PARA O GEOPROCESSAMENTO
5
Mesmo com a criação da bússola, ainda permanecia uma adversidade: 
como limitar o posicionamento de uma embarcação em alto-mar? O astrolábio, a 
melindre de seu peso e tamanho, promovia meramente a aquisição da latitude, 
sujeitada a volumosa chance de inexatidão. Em tempo, a aferição só podia ser 
efetuada à noite, desde que com adequada visibilidade. Evoluções aconteceram, 
no transpassar dos anos, com a inserção de novas ferramentas, tais como o 
quadrante de Davis e o sextante. A especificação da longitude foi encarada como 
um dos maiores problemas científicos do século XVIII, a qual se encontra bem 
retratada, conforme Sobel (1996). De qualquer forma, pode-se afirmar que mesmo 
com os melhores instrumentos à época, a navegação celeste só promovia calores 
aproximados da posição, os quais nem sempre eram propícios para identificar 
com exatidão um porto durante o período noturno.
O astrolábio é um antigo instrumento que era usado para determinar as 
posições e medir a distância das estrelas. Entretanto, ele possui os mais distintos empregos. 
Pode, por exemplo, resolver problemas astronômicos, bem como saber as horas. Ainda, é 
possível calcular o tamanho de uma montanha e a profundidade de um poço. Antigamente, o 
aparelho já foi muito usado por marinheiros que queriam calcular toda a distância que iriam 
percorrer em suas rotas.
 O astrolábio foi desenvolvido pelos árabes, entretanto, foram os gregos que 
aprimoraram suas funções. Em uma tradução quase literal, a palavra significaria buscador 
de estrelas. Isso porque astro vem do grego e significa estrela e de lip, que significa aquele 
que procura.O seu uso era muito frequente quando ainda não existia o relógio mecânico e nem a 
difusão da bússola. Por esse motivo, tornou-se um equipamento praticamente indispensável 
para os navegadores, astrônomos, astrólogos e pesquisadores. 
 Pelos árabes seu uso foi exigido até o século XIX, até o sextante ser inventado. A 
partir de então, o aparelho anterior foi abandonado por ser menos preciso. Já na Europa, 
ele perdurou apenas até o final do século XVII, quando também foi trocado por melhores 
instrumentos.
 Atualmente, o “primeiro” modelo já foi praticamente todo substituído por astrolábios 
impessoais e telescópios. O impessoal diminui consideravelmente os erros que possam vir 
a ocorrer mediante as observações. Já o telescópio é possível focar em detalhes altamente 
precisos no céu.
INTERESSA
NTE
UNIDADE 1 — POSICIONAMENTO E NAVEGAÇÃO
6
Com o progresso da eletrônica, alguns sistemas foram desenvolvidos, 
mas mesmo esses davam algum tipo de adversidade. Nesse sentido, pode-se 
mencionar que qualquer navegador, naturalmente, já deve ter visto o LORAN 
(Long-Range Navigation), o DECCA (Low Frequency contínuos wave phase compasion 
navigation) e o Ômega (Global low frequanvy navigation system). Eles se baseiam em 
ondas de rádio. Os dois primeiros atuam muito bem na zona costeira, em que há 
uma rede de estações para dar suporte ao posicionamento. 
No entanto, um problema destes sistemas é a precisão, em razão da 
distorção eletrônica e das vicissitudes do relevo. O ômega, apesar de sua 
abrangência global, apresenta pouca precisão e os equipamentos são de alto 
custo; um outro sistema desenvolvido, agora baseado em satélites artificiais, 
foi o NSS (Nawy Navigation Stellite System), também conhecido como Tranit, 
cujas medidas se fundavam no efeito Doppler (SEEBER, 2003). Nesse sistema, 
as órbitas dos satélites eram muito baixas e não havia uma quantidade elevada 
de satélites. Por conseguinte, não se tinha como conseguir posições com muita 
frequência. Carecia, portanto, uma resolução que ocorresse boa precisão, 
facilidade de uso e custos alcançáveis para o usuário. A saída efetiva para o 
problema surgiu fundamentalmente a partir da década de 1970 com a proposta 
do GPS (Global Position System).
Você sabia que no final de década de 1960 e início da década de 1970, o 
Brasil começou a desfrutar de dados obtidos pelos satélites americanos? Primeiramente 
os meteorológicos e subsequentemente os destinados ao monitoramento dos recursos 
terrestres, como é o caso do ERST (Satélite Tecnológico para os Recursos da Terra), o 
qual posteriormente foi denominado de LANDSAT. Os dados obtidos por esta série de 
satélites ensejaram a formação de uma vasta base de dados, os quais deram suporte para a 
composição de vários planos de desenvolvimento.
DICAS
Correntemente se porta a expressão GPS no caso de se referir a 
navegação por satélite, no entanto, isto é um lapso corriqueiro, possivelmente 
por ser o GPS o mais conhecido e o mais utilizado. Todavia, o uso equivocado 
dessa terminologia está cessando pelo contínuo e crescente emprego de 
posicionamento por satélite pela sociedade científica, com a revitalização do 
sistema GLONASS e a ascensão do sistema GALILEO. A nomenclatura GPS 
faz referência a um sistema particular, enquanto que o GNSS (Global Navigation 
Satellite System) faz menção a qualquer sistema de posicionamento global de 
satélite, ou seja, GPS, GLONASS e GALILEO são sistema GNSS (MONICO, 2008).
TÓPICO 1 — CONCEITOS PRELIMINARES E A IMPORTÂNCIA PARA O GEOPROCESSAMENTO
7
Diversos entendidos, especialistas, técnicos, profissionais, estudantes e 
até mesmo professores tratam os termos GPS e GNSS como sinônimos, porém 
há distinções. O Sistema GNSS é definido por constelações de satélites que 
propiciam determinar o posicionamento e a localização de qualquer objeto no 
globo terrestre.
Todavia um fato importante na história do sistema de posicionamento 
e navegação por satélites deve ser mencionado. A antiga União Soviética 
(atualmente Rússia) protagonizou uma espécie de rivalidade guiada com Estados 
Unidos a época da Guerra Fria, um período histórico marcado por disputas 
estratégicas e conflitos indiretos entre os países. Devido a esta disputa polarizada 
entre capitalistas e socialistas, várias inovações tecnológicas, como a própria 
internet, foram desenvolvidas com a finalidade de serem usadas como “armas” 
em uma eventual guerra entre as duas maiores potências mundiais à época. 
Assim sendo, tem-se como marco importante no processo histórico dos sistemas 
de posicionamento de satélites, o ano de 1957, quando a União Soviética lançou o 
primeiro satélite artificial da história, o Sputnik 1.
O satélite Sputnik 1 tinha forma esférica, media 58 cm de diâmetro e pesava 
exatos 83,6 kg. De acordo com os registros históricos, ele levou 98 minutos para ser colocado 
em órbita ao redor da Terra. Este acontecimento histórico deu início aos primeiros estudos 
sobre o uso de satélites na localização de pontos sobre a superfície terrestre.
INTERESSA
NTE
Depois que o Sputinick foi enviado pelos soviéticos para a órbita, uma 
equipe de cientistas do MIT (Massachussets Institute of Technology), liderados pelo 
pesquisador Dr. Richard B. Kershner, examinaram as transmissões de rádio 
do satélite Sputnik 1. A equipe apurou que a frequência do sinal do satélite era 
mensurável à medida que se avizinhava de sua localização. Também foi constatado 
que seria capaz de identificar os locais dos receptores no solo, de acordo com sua 
distância a um satélite espacial. Isso, não obstante, é a base do atual sistema GPS.
Com a conquista da União Soviêtica, os EUA tiveram que aprimorar suas 
tecnologias, pois caso ocorresse a guerra, seria essencial saber as exatas localizações 
geográficas. Assim sendo, nesta corrida movida a muito investimento, os norte-
americanos foram os que de fato criaram o sistema. A base dessa criação foi o 
projeto NAVSTAR (Navigation System with Timing and Ranging), desenvolvido 
nas décadas de 1960 e 1970 pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos 
da América, o qual posteriormente entrara em modo totalmente operacional 
somente na década de 1990. Entretanto, os russos criaram o GLONASS ou Sistema 
de Navegação Global por Satélite desde o ano de 1976. 
UNIDADE 1 — POSICIONAMENTO E NAVEGAÇÃO
8
No início da década de 1990, o governo dos EUA ainda receava-se que 
países rivais pudessem usar o GPS como um proveito estratégico, no caso de um 
confronto militar. Com isso, o Departamento de Defesa norte-americano resolveu 
de maneira unilateral diminuir deliberadamente a precisão do sistema.
Assim, até o final da década de 1990, o serviço de GPS para qualquer uso 
(exceto militar) sofria uma limitação de precisão, chamada de Disponibilidade 
Seletiva (Selective Availability – SA). No meio da década, a primeira versão 
do sistema GPS foi concluída, quando o último dos 27 satélites CPS totalmente 
operacionais foram distribuídos ao espaço. Destes, três foram usados como 
reservas a fim de substituir qualquer um dos satélites ativos que viessem a falhar.
Nas vésperas da virada do século, o então presidente dos EUA Bill Clinton, 
assentiu a descontinuação do projeto de aviltamento do GPS, elevando a precisão 
para o uso civil e comercial de 100 metros para 20 metros. Embora os EUA 
apontarem que não visam cercear o emprego do GPS, é de sabedoria universal 
que no caso de uma nova guerra, fundamentalmente de extensões globais, essa 
ferramenta é valiosa demais e poderá a vir ser desativada para o uso livre.
3 POSICIONAMENTO E NAVEGAÇÃO HOJE
Com a propalação, o GPS anda sendo operado cada vez mais em variadas 
áreas, as quais perpassam desde o marketing e comunicação, até a inteligência 
empresarial. A partir dele, as instituições usufruem de dados de localização 
para pensar e moldar o mercado. Elaborar mapas de calor, fluxos, contagem, 
entre outros a partir do sistema multiuso de radionavegação baseado no espaço, 
conforme é ilustrado na figura a seguir.
FIGURA1 – ILUSTRAÇÃO DO SISTEMA MULTIUSO DE RADIONAVEGAÇÃO BASEADO NO ESPAÇO
FONTE: <https://flowsenseblog.files.wordpress.com/2017/08/gps.jpg?w=229&h=229>. 
Acesso em: 30 nov. 2020.
TÓPICO 1 — CONCEITOS PRELIMINARES E A IMPORTÂNCIA PARA O GEOPROCESSAMENTO
9
Atualmente, a Força Aérea norte-americana gerencia uma constelação de 
31 satélites GPS operacionais, além de três satélites desativados, os quais podem 
ser reativados (se necessário). No ano de 2004, o então presidente americano 
George W. Bush, constituiu o Comitê Executivo Nacional de Posicionamento, 
Navegação e Cronometragem com base no espaço para gerenciar o sistema GPS, 
sucedendo o conselho executivo interinstitucional que Bill Clinton concebeu no 
decorrer de seu mandato. No mesmo ano, a Qualcomm (empresa americana de 
tecnologias) relatou que desenvolveu uma tecnologia que assentia que telefones 
celulares acionassem sinais de celular junto aos sinais GPS. Essa fusão de sinais 
conseguiu identificar com precisão o posicionamento dos usuários a poucos 
metros de seus locais físicos concretos.
Todavia, o sistema GPS já não é o único sistema disponível atualmente. Visto 
que já contamos com soluções de outros países, como o GLONASS e o GALILEO, 
além de soluções experimentais em desenvolvimento por variadas nações. 
O GPS é um sistema composto por satélites com função básica de prestar 
informações sobre o posicionamento de um equipamento que seja capaz de receber 
os sinais enviados por eles. Por enquanto ainda é o sistema mais utilizado, isso 
porque as soluções concorrentes ainda são muito recentes e/ou algumas ainda 
perpassam por testes e precisam ser aprimoradas. A seguir ilustra-se como este 
sistema pode ser interpretado em órbita.
FIGURA 2 – CONSTELAÇÃO DE SATÉLITES GPS
FONTE: <https://www.oficinadanet.com.br/imagens/post/10580/concepcao_gps_dod_usa.jpg>. 
Acesso em: 26 nov. 2020.
UNIDADE 1 — POSICIONAMENTO E NAVEGAÇÃO
10
O GLONASS é a alternativa de projeto russo para o posicionamento 
global por satélites, o qual vem sendo desenvolvido desde 1976. Assim como 
o GPS, também foi concebido inicialmente para fins militares. O projeto ficou 
abandonado por anos devido ao fim da URSS, mas durante a última década, sob 
o governo de Vladimir Putin, o projeto foi restaurado com grande prioridade, 
e em 2010 chegou a custar um terço do orçamento total da Agência Espacial 
Federal Russa. Hoje o GLONASS já conta com cobertura global e precisão tão 
boa quanto o GPS.
FIGURA 3 – EXEMPLO DE SATÉLITE RUSSO GLONASS
FONTE: <https://img.ibxk.com.br/2019/07/15/15151336656157.
jpg?w=1120&h=420&mode=crop&scale=both>. Acesso em: 27 nov. 2020.
O GALILEO é o outro sistema de navegação por satélite existente e que 
está sendo produzido por países membros da União Europeia. Este aspira em 
se tornar o principal no ramo de posicionamento global, ofertando elevado grau 
de detalhes e precisão a nível civil. Diferenciado dos outros dois sistemas, GPS 
e GLONASS, que foram desenvolvidos objetivando o uso das forças armadas 
(militar), o GALILEO foi ensejado para o uso civil.
De acordo com a União Europeia, o GALILEO chegou para ofertar 
variadas conveniências quanto ao uso de sistemas de navegação, provendo maior 
precisão de localização (fundamentalmente determinado em testes reais), maior 
segurança e menos propício a problemas, visto que contará com a habilidade em 
realizar testes sobre sua integridade automaticamente.
Deste modo, o GALILEO é um sistema de posicionamento global 
estabelecido para atuar no mercado de GNSS (Global Navigation Satellite 
Infraestructure) em conjunto com os sistemas já efetivos, GPS e GLONASS. O 
projeto enfrentou muitos problemas sob a ótica política e financeira desde o 
seu lançamento oficial em 2002. Todavia, é tido como estratégico por oferecer 
à comunidade europeia o ingresso independente aos aspectos de posicionamento 
global, além de assegurar ao mercado um produto particularizado e diversificado 
frente aos demais.
TÓPICO 1 — CONCEITOS PRELIMINARES E A IMPORTÂNCIA PARA O GEOPROCESSAMENTO
11
Portanto, ao se falar em posicionamento por satélite na atualidade, 
inevitavelmente ainda se vem à mente o GPS, Sistema de Posicionamento Global, 
porém, não obstante, deve-se ressaltar a existência de outras possibilidades. 
Todavia, nenhum outro sistema tornou-se tão eficiente quanto o GPS para a 
execução das atividades de posicionamento. Uma infinidade de usuários o tem 
utilizado nas mais diversas atividades, tais como: levantamentos geodésicos de 
alta precisão, agricultura de precisão, pesca, navegação, dentre outros.
Este UNI serve para ressaltar a você, acadêmico, que o conteúdo descritivo 
ampliado sobre os atuais Sistemas de Navegação Navstar-GPS, Glonass e Galileo serão 
abordados individualmente no Tópico 3 desta Unidade.
ESTUDOS FU
TUROS
4 TIPOS DE EQUIPAMENTOS DE NAVEGAÇÃO
Especificamente em relação aos tipos de equipamentos que usamos 
em terra para aferir o nosso posicionamento, é importante destacar um breve 
histórico a partir do sistema de navegação GPS.
Posteriormente à Força Aérea norte-americana disparar o primeiro satélite 
GPS absolutamente operacional ao espaço, a companhia Magellan Corporation 
apresentou o primeiro equipamento portátil de navegação: Magellan NAV 1000, o 
qual pode ser observado na figura a seguir.
FIGURA 4 – EQUIPAMENTO PORTÁTIL DE NAVEGAÇÃO MAGELLAN NAV 1000
FONTE: <http://retro-gps.info/Magellan/Magellan-NAV-1000/files/stacks_image_164.jpg>. 
Acesso em: 26 mar. 2021.
UNIDADE 1 — POSICIONAMENTO E NAVEGAÇÃO
12
No entanto, a MiTAC International, empresa de eletrônica de Taiwan, 
atual proprietária da Magellan, não possui convicção sobre a data exata em que 
o primeiro equipamento GPS de mercado foi transviado. Estima-se que isso 
ocorreu no ano de 1989 e o MAgellan NAV 1000 possuía as seguintes dimensões: 
8,75 x 3,5 x 2,25 polegadas e 1,5 kg. 
Ainda em 1989, a empresa ProNav foi fundada por Gary Burrell e Min 
Kao no estado norte-americano do Kansas. Seu primeiro produto era um GPS 
que teve preço final de US$ 2.500. Nos anos seguintes, especificamente em 1991, 
com o sucesso da empresa com o seu primeiro cliente, o exército norte-americano, 
a empresa foi rebatizada com as iniciais dos nomes de seus proprietários: Gary 
Burrell and Min H. Kao. Deste modo surgiu a empresa líder do mercado de GPS 
no mundo, a Garmin.
Já em 1999, a empresa finlandesa de telefones celulares Benefon, lançou o 
primeiro telefone celular com GPS comercialmente disponível chamado Benefon 
Esc. O celular, devido primordialmente ao custo, era comercializado unicamente 
na Europa e em pequenas praças. Entretanto, a partir de 2001, a tecnologia 
de receptores GPS ficou muito mais em conta, e inúmeras empresas privadas 
iniciaram a fabricação de aparelhos pessoais. Em 2007 a empresa Nokia anunciou 
o Nokia 6110, classificado pela companhia como o primeiro celular com GPS 
integrado lançado para o mercado de massa. Atualmente, existem diversas 
fabricantes de celulares e de aparelhos GPS, os quais possuem a funcionalidade 
de possibilitarem ao usuário definir com qual sistema de navegação deseja operar. 
A seguir ilustra-se um desses modelos.
FIGURA 5 – EXEMPLO DE APARELHO CELULAR INTEGRADO AO GPS
FONTE: <https://mundogeo.com/wp-content/uploads/2000/portugues/news/nokia_6110_
com_gps.jpg>. Acesso em: 22 nov. 2020.
TÓPICO 1 — CONCEITOS PRELIMINARES E A IMPORTÂNCIA PARA O GEOPROCESSAMENTO
13
Este UNI serve para ressaltar a você, acadêmico, que no Tópico 2 desta 
Unidade, serão aprofundadas as questões a respeito das aplicações, dos serviços e do tipos 
de receptores que são fundamentalmente inerentes aos princípios de funcionamento do 
sistema de posicionamento global.
ESTUDOS FU
TUROS
A HISTÓRIA DO GARMIN
O início de tudo ocorreu em meados da década de 1980, na pacata 
cidade de Lenex, estado do Kansas (EUA), em que o engenheiro Gary 
Burrell, acompanhado do Dr. Min Kao, e mais quatro outros engenheiros se 
juntaram ao redor de uma távola para debater novas ideias.A partir dessa 
conversa, emanou-se um objetivo original de criar dispositivos de navegação 
e comunicação que conseguissem beneficiar as vidas das pessoas de um modo 
universal. Decidido isto, em 1989, eles constituíram a empresa ProNav, a 
qual teve como primeiro item criado um GPS, guiado ao segmento marítimo 
e negociado à época pelo valor de U$2.500. Certo tempo depois, a empresa 
assumiu um novo nome, Garmin, instituído pelas iniciais dos nomes dos 
fundadores Gary e Min. Com a concepção do primeiro aparelho GPS portátil, 
a empresa alcançou seu primeiro grande cliente, o exército americano. Sendo 
primordial o emprego desses dispositivos perdurante a Guerra do Golfo.
FONTE: <https://ishop.bg/image/cache/data/product/garmin-nuvi-1000x1000.png>. 
Acesso em: 26 mar. 2021.
UNIDADE 1 — POSICIONAMENTO E NAVEGAÇÃO
14
Na abertura da década de 1990, a companhia apresentou os primeiros 
dispositivos que empregavam a localização por satélite, direcionados ao setor 
da aviação. No ano de 1993, a empresa ofertou o primeiro GPS portátil com um 
mapa em movimento para a seção da aviação. Desde 1994, a Garmin também 
tem encabeçado o mercado marítimo, gerando alguns dos primeiros plotters 
cartográficos da indústria, um aparelho que une GPS e sonar, comportável 
à rede marítima. Já em 1997, com uma preponderante vista na indústria da 
aviação, a empresa Garmin inovou com o ingresso do cockpit digital. No ano 
seguinte, 1998, a Garmin deu um novo passo primordial para um mercado 
em ascensão ao gerar o primeiro dispositivo portátil de navegação por satélite 
para veículos, que continha um tela LCD (preto e branca), com mapas de 
vias armazenadas em 8 ou 16MB. Conseguia ser elaboradas rotas detalhadas 
manualmente no software, porém o dispositivo ainda não continha indicações 
de alternância e direção.
FONTE: <https://media2.s-nbcnews.com/j/msnbc/Components/Photos/070507/070507_
garmin_hmed_4p.social_share_1024x768_scale.jpg>. Acesso em: 26 mar. 2021.
Não muito antes da virada do milênio, a Garmin avolumou uma vez 
mais a sua linha de produtos com o surgimento do primeiro dispositivo portátil 
para caminhadas. Nomeado de eTrex, com sua singular coloração amarelada, 
se tornou o equipamento GPS portátil mais comercializado da marca. O atual 
modelo ainda conserva a cor amarelada do original, mas oferta muito maus 
funções e tecnologia. Nessa época a empresa provia de 50 modelos distintos e 
já vendia mais de 3 milhões de aparelhos GPS por ano. Com a chegada do novo 
milênio, a Garmin, cada vez mais ampliou a sua linha de produtos. No ano de 
2001 houve o lançamento do GPS portátil com tela colorida e voz. Em 2003 surgiu 
o primeiro GPS de pulso para calcular o tempo, ritmo e a distância que as pessoas 
percorriam, foi produzido também um GPS moderno com formato retangular o 
qual poderia ser adaptável a pequenos espaços. Em 2006, um modelo específico 
voltado aos ciclistas foi lançado ao mercado. Este possuía funcionalidades 
específicas de tempo, velocidade, distância, cadência e ritmo cardíaco. Por fim, os 
últimos modelos que foram lançados da série Garmin possuem mapas, indicam 
mudanças de direção e gravam informações de potência.
TÓPICO 1 — CONCEITOS PRELIMINARES E A IMPORTÂNCIA PARA O GEOPROCESSAMENTO
15
FONTE: <https://lh3.googleusercontent.com/KonN9i-BYJ3IigmOV4cFdLQfCVt6khoEPINT-
t8aCPlSZpUSyIJmdj6-c7rjnxi_1FXJoktU=s170>. Acesso em: 26 mar. 2021.
Em 2007, a companhia iniciou o Garmin Connect, um website que 
suplementava a sua linha de relógios fitness e computadores para ciclistas, 
admitindo deste modo que os usuários abastecessem e compartilhassem dados 
dos exercícios físico e de treinamentos. No mesmo ano, houve o lançamento 
do GPS touch scree (tela sensível ao toque), o qual decretou um novo módulo 
para a conexão de tecnologia, simples de lidar, fina, axiomática e intensamente 
avançada. Essa tecnologia também seria inserida nos dispositivos portáteis, 
conduzindo a utilização muito mais rápida e fácil, sobretudo aos usuários que 
tem necessidade de incluir coordenadas e demais informações em deslocamento.
A última década foi carregada de inovações: a Garmin penetra no 
segmento do golfe com uma linha de equipamentos portáteis (incluindo 
relógios) que expõem mapas de campos, distância de tacadas, cartões de 
pontuação e lonjura até os buracos; também aventa o primeiro relógio 
especialmente fabricado para as três ordenações do triatlo, com a habilitação 
de me mensurar a distância na natação, corrida e ciclismo; por fim, houve 
ainda o surgimento do nuvifon, primeiro smarphone da marca composto com 
GPS e ordenado em funções de localização. 
FONTE: <https://s.yimg.com/uu/api/res/1.2/p_IQ3J_bAYCGk_RH.AcbCg--~B/
aD0yMzA7dz02MDA7YXBwaWQ9eXRhY2h5b24-/https://www.blogcdn.com/www.engadget.
com/media/2010/04/garmin-3700-04-19-2010.jpg>. Acesso em: 26 mar. 2021.
FONTE: < http://mundodasmarcas.blogspot.com/2015/02/garmin.html#:~:text=A%20
hist%C3%B3ria,mesa%20para%20discutir%20novas%20ideias.>. Acesso em: 26 mar. 2021.
16
Neste tópico, você aprendeu que:
• A busca e a organização das sociedades sempre foi pautado na determinação 
em se obter o posicionamento geoespacial de um objeto na superfície da 
Terra. Isto é evidenciado no processo histórico da formação das sociedades 
e referendado pelos os equipamentos tecnológicos que sempre buscavam 
evidenciar e fixar determinadas orientações e posições geográficas. 
• GNSS e GPS não são sinônimos. O GNSS (Global Navigation Satellite 
System) é definido por constelações de satélites que propiciam determinar o 
posicionamento e a localização de qualquer objeto no globo terrestre. O GNSS 
faz menção a qualquer sistema de posicionamento global de satélite, ou seja, 
GPS, GLONASS e GALILEO são sistema GNSS.
• Atualmente existem três importantes Sistemas de Posicionamento Global: 
Navstar-GPS, GLONASS e GALILEO. 
• Os equipamentos que usamos em terra para aferir o nosso posicionamento são 
capazes de realizar a leitura obtida pelo sistema GNSS. Estes, dependem da 
constelação de satélites em órbita e atualmente possuem diversos fabricantes e 
com utilidades em diversas áreas.
RESUMO DO TÓPICO 1
17
1 Estados Unidos e Rússia protagonizaram o pioneirismo no desenvolvimento 
do sistema de posicionamento por satélite. Estes dois países foram 
os precursores da evolução tecnológica ocorrida nesta área e que, 
posteriormente, tiveram outras nações desenvolvendo seus sistemas. Tendo 
como base a afirmativa de que as medições, utilizando o posicionamento 
por satélites artificiais, têm sido cada vez mais empregadas no mundo todo, 
assinale a alternativa CORRETA:
a) ( ) Além do sistema GPS (Global Positioning System), também são 
adotados outros sistemas operacionais, os quais podem ser citados, 
dentre outros, o Sistema Glonass e o Sistema Galileu, que são designados 
a fazerem parte do GNSS (Global Navigation Satelite System). 
b) ( ) Qualquer receptor de sinais de satélites de posicionamento é capaz de 
receber dados de qualquer sistema: GPS, Glonass, Galileu ou Beidou/
Compass, independente da configuração do receptor. 
c) ( ) O posicionamento por satélite depende das condições atmosféricas e 
do local. 
d) ( ) O Sistema GPS possui três segmentos: o segmento espacial, composto 
pelos satélites, o segmento de controle, composto pelas estações 
monitoras dos satélites, e o segmento do usuário, composto somente 
pelos usuários militares.
2 A sigla GNSS vem de Global Navigation Satellite System, ou seja, Sistema 
Global de Navegação por Satélite. Além de navegação, é um sistema de 
posicionamento (determinação de coordenadas locais). Sobre o assunto, 
assinale a alternativa CORRETA:
a) ( ) O sistema de posicionamento global, mais conhecido pela sigla GPS, é 
um mecanismo de posicionamento por satélite, formado por 48 satélites 
e de propriedade canadense. 
b) ( ) Em 2002, em parceria com a NASA, o Brasil lançou o SICLA (Satélite 
para Implantação de Posição e Lançamento de Alcântara), sistema de 
navegação por satéliteque iniciou sua operação em 2003.
c) ( ) O GLONASS é um Sistema de Navegação Global por Satélite, 
desenvolvido pela ex- URSS nos anos 1970, sendo atualmente mantido 
pelo governo russo. 
d) ( ) Galileo é um sistema binacional (Austrália e Nova Zelândia) de 
navegação por satélite.
3 Num trabalho de campo, relativo ao desenvolvimento do processo de 
licenciamento ambiental, um Geógrafo coleta informações a respeito de 
áreas demarcadas como sendo áreas de preservação permanente com seu 
GPS de mão (GARMIN). Sobre qual superfície está sendo referenciado sua 
coordenada de Latitude e Longitude, assinale a alternativa CORRETA:
AUTOATIVIDADE
18
a) ( ) Plano Topográfico.
b) ( ) Elipsoide. 
c) ( ) Geoide.
d) ( ) Superfície Física.
4 Alguns aplicativos instalados em dispositivos móveis permitem que imagens 
de satélite e mapas digitais sejam utilizados para encontrar caminhos, locais de 
interesse, desvios e alertas de acidentes, de fiscalização ou até mesmo de 
trânsito intenso. A informação georreferenciada é cada vez mais comum 
também em aplicativos que oferecem produtos, serviços e relacionamentos 
sociais. Atualmente, encontram-se em funcionamento os sistemas de 
navegação por satélite norte-americano (GPS) e russo (GLONASS). Estão 
parcialmente implantados o europeu (GALILEO), chinês (COMPASS ou 
BeiDou-2) e, mais recentemente, o japonês (MICHIBIKI). A respeito da 
tecnologia de navegação por satélite, explique como a informação que é 
gerada pelos satélites chega até o aparelho receptor?
 
5 Além da cartografia, o sistema GNSS teve aplicações em diversas áreas do 
conhecimento. Os principais tipos de aparelhos que incluem os receptores 
estão em diversas áreas de utilização e com múltiplas funcionalidades. A 
empresa Garmin foi uma das pioneiras nesse aspecto e até hoje é uma das 
líderes mundiais em vendas. Discorra acerca do surgimento do primeiro 
equipamento portátil de navegação, a importância da empresa Garmin em 
relação ao seu primeiro cliente e exemplifique em quais outras áreas esse 
sistema tem sido empregado com sucesso.
19
TÓPICO 2 — 
UNIDADE 1
PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO DO SISTEMA
1 INTRODUÇÃO
Caro acadêmico, você já deve ter percebido que, ao longo do tempo, as 
coisas tendem a mudar no mundo e a análise que nós fazemos está em constante 
crescimento, uma vez que buscamos interpretar e buscar mais conhecimento. A 
geoespacialização também é dinâmica e busca captar cada vez mais com mais 
precisão os movimentos e objetos situados no espaço geográfico. 
Podemos perceber, no tópico anterior, que a estruturação das correntes 
dos sistemas de posicionamento de satélites foi um processo longo e que, de 
acordo com as perspectivas de cada país fundador, surgia para uma determinada 
finalidade. Todavia, os princípios de funcionamento, independentemente do 
sistema operante, são os mesmos.
Portanto, neste tópico, abordaremos a ocorrência do funcionamento do 
sistema de posicionamento de satélite, isto é, como ele ocorre, como é composto 
e para o que servem as Constelações de Satélites. Por fim, analisaremos, ainda, as 
aplicações e os serviços fornecidos pelo sistema, além da composição e tipologia dos 
receptores. Logo, esperamos que você tenha uma ótima leitura e excelentes estudos!
2 PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO
Como já indicado anteriormente no Tópico 1, o atual GNSS pode 
ser considerado como o resultado da junção dos sistemas GPS, GLONASS e 
GALILEO, com a finalidade de garantir melhoria na geometria, disponibilidade 
para todas as regiões do globo terrestre, integridade e confiança aos usuários. 
O desenvolvimento do Sistema GNSS passa por duas considerações 
distintas: 
1- A geração GNSS-1, que consistiu da ampliação dos sistemas GPS e GLONASS. 
Neste contexto, o sistema WAAS (Wide Area Augmentation System) faz parte 
desta etapa e encontra-se em funcionamento.
2- A geração GNSS-2 resultará num sistema completamente novo, com nova 
tecnologia para os satélites e os meios de comunicação. Nesta geração, serão 
incluídos os satélites do Bloco IIF do GPS e o GALILEO. O controle deste 
sistema será realizado por uma comissão civil internacional visando a atender a 
comunidade civil em geral.
20
UNIDADE 1 — POSICIONAMENTO E NAVEGAÇÃO
O GPS, GLONASS e GALILEO são os principais sistemas de posicionamento 
global estabelecidos para atuar no mercado de GNSS (Global Navigation Satellite System). 
No entanto, devemos pontuar a existência de outros sistemas, não tão desenvolvidos que 
nem estes, porém que estão em atuação, por exemplo, o chinês, Beidou e o japonês, QZSS.
NOTA
Neste interim, torna-se importante trazermos para a discussão os 
conceitos dos levantamentos Geodésicos. Lembram o que são? Portanto, estes 
são as observações de campo, geralmente executadas por meio de observações de 
satélites artificiais, com vistas à determinação precisa de pontos situados sobre 
a superfície terrestre, ou sobre o seu modelo matemático (elipse). Os principais 
dados oriundos da geodésia são pontos georreferenciados através da latitude, 
longitude e altitude, os quais servirão para a base de um futuro mapa digital.
Para identificação da posição de pontos ou locais de interesse, o sistema 
de posicionamento por satélite utiliza-se das coordenadas dos seus satélites. 
Essas coordenadas estão referenciadas a um sistema geodésico. Esse deve ser o 
mesmo sistema utilizado pelo receptor “GPS” para processar os dados recebidos 
e determinar as coordenadas dos pontos de interesse. 
O sistema GPS utiliza um sistema de referência tridimensional para a 
determinação da posição de um ponto da superfície da Terra ou próximo a ela. 
As coordenadas dessas posições são adquiridas no sistema geodésico WGS-84, 
ao qual o GPS encontra-se referido. No entanto, o usuário pode selecionar, no 
receptor ou no processamento, outro sistema de referência para apresentação 
das coordenadas. 
Acadêmicos, este UNI busca reforçar a sua atenção ao uso geodésico na 
determinação de localizações geoespaciais. Em tempo, faz-se um apanhado sobre 
levantamentos topográficos e sua correlação com a geodésia. Portanto, conforme a 
UFSC (2015):
IMPORTANT
E
TÓPICO 2 — PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO DO SISTEMA
21
A topografia, através da geodésia, é  que se incumbe dos 
trabalhos de medição,  cálculos e representação de áreas 
restritas da superfície terrestre. Vale-se da  geometria e 
trigonometria plana para atingir o seu objetivo que é a 
obtenção  da planta topográfica. Entretanto, poderão se 
apresentar situações em que se deva representar uma  área 
de grande extensão; facilmente se compreende que neste 
caso não se pode  prescindir da curvatura terrestre. Nestas 
situações os trabalhos topográficos necessariamente deverão 
fundamentar-se em pontos de apoio geodésicos (vértices 
geodésicos) existentes na superfície terrestre.
A Geodésia, portanto, é a ciência que tem por fundamento o 
estudo da forma e dimensão da Terra. Modernamente inclui-
se neste escopo o estudo do campo gravitacional terrestre. A 
Geodésia tem dois ramos de atuação: um teórico relacionado 
com as investigações científicas destinadas à determinação da 
forma e das dimensões da Terra; uma outra, essencialmente 
prática, que disponibiliza uma série de informações de apoio 
aos trabalhos topográficos, cartográficos e para a engenharia.
Assim, os levantamentos podem ser classificados em duas 
categorias: geodésicos e planos. A distinção entre ambos 
reside nas hipóteses de cálculo em  que se baseiam e no 
rigor das medições realizadas em campo. Nos levantamentos 
geodésicos se leva em conta a curvatura da superfície terrestre. 
Os cálculos são efetuados sobre a superfície do elipsoide 
terrestre. Os cálculos compreendem a solução de equações 
da geometria espacial e do cálculo diferencial. Os métodos 
geodésicos proporcionam o estabelecimento  de pontos 
(marcos) sobre a superfície terrestre separados por uma 
grande  distância entre eles, cujas coordenadas geodésicas 
(- φ, λ  ) ou coordenadas planas (N e E) são disponibilizadasà sociedade. Esses marcos, também  conhecidos por 
vértices geodésicos servem de base e referência aos 
trabalhos topográficos e cartográficos.
Antes do advento da tecnologia GPS – Global Positioning 
System, a Geodésia valia-se de três tipos de levantamentos: 
triangulação, trilateração e poligonação. As triangulações 
e trilaterações clássicas deram lugar ao GPS, pois 
esta  tecnologia permite realizar levantamentos geodésicos 
com maior precisão, rapidez  e economia. Sinteticamente, 
os receptores GPS permitem posicionar  estações terrestres 
através da medição eletrônica das distâncias destas 
aos satélites do sistema que operam em órbitas conhecidas. 
Em trabalhos topográficos, com exceção dos nivelamentos, 
a base de referência para os trabalhos de campo e dos 
cálculos é suposta uma superfície horizontal plana. A direção 
da vertical em cada ponto se considera paralela em toda a 
extensão do levantamento; todos os ângulos horizontais que 
se medem são considerados planos. Para áreas de tamanho 
reduzido, a superfície  do elipsoide terrestre é praticamente 
plana (UFSC, 2015, s.p.).
FONTE: UFSC. Topografia X Geodésia. News em Topografia...Geodésia...Cartografia. 2015. 
Disponível em: https://topografia.paginas.ufsc.br/news-em-topografia/. Acesso em 29 mar. 2021.
22
UNIDADE 1 — POSICIONAMENTO E NAVEGAÇÃO
Logo, há de se afirmar que os sistemas de posicionamento por satélites se 
baseiam em uma constelação de satélites em órbita na Terra. Estes emitindo ondas 
de rádio, sendo captadas por receptores específicos utilizados pelos usuários na 
superfície terrestre.
FIGURA 6 – EXEMPLIFICAÇÃO DO SISTEMA DE POSICIONAMENTO POR SATÉLITES 
IDENTIFICANDO UMA LOCALIZAÇÃO
FONTE: O autor
Para a correta obtenção das informações geoespaciais destes dados (em 
três dimensões), são necessários ao menos quatro satélites cruzando informações 
através da trilateração. O ponto de partida é o conhecimento preciso da distância 
entre o receptor e cada um dos satélites em órbita, obtida pelo tempo que o sinal 
gasta para viajar do satélite até o receptor. Conhecendo o momento exato que 
o sinal foi emitido pelo satélite e o momento que o receptor recebeu este sinal 
(sincronizados por relógios de alta precisão), tem-se o tempo de viagem do sinal. 
Como o sinal viaja à velocidade da luz (aproximadamente 300.000km/s), pode-se 
calcular então a distância do satélite até o receptor. Neste caso aplica-se a fórmula: 
FIGURA 7 – FÓRMULA DA VELOCIDADE
FONTE: O autor
TÓPICO 2 — PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO DO SISTEMA
23
Sobre o debate acerca dos princípios de funcionamento GNSS (Global 
Navigation Satelity System), indicamos que assista ao vídeo: “Como funciona o ‘GPS’”. Este 
vídeo é produzido pela Trimble, uma empresa internacional voltada para a tecnologia de 
posicionamento em diferentes setores. Com base nas imagens e no discurso apresentado 
pelo Renato Brandt, gerente de vendas da empresa no Brasil, pode-se elucidar o que é o GNSS 
e o princípio básico de seu funcionamento. A intenção da indicação deste vídeo, trata-se do 
fácil linguajar e de exemplos rotineiros que são empregados, podendo qualquer pessoa que 
tenha interesse pelo assunto compreender a explicação. O vídeo tem aproximadamente 
11 minutos, confira! Disponível no link: https://www.youtube.com/watch?v=KTmUGf3P3ag.
DICAS
Com já foi exposto até aqui, você deve então se perguntar: como um 
satélite determina a que distância você está? Como já apresentamos, os sinais 
transmitidos pelos satélites GPS se movem na velocidade da luz (no vácuo) e 
atingem um receptor GPS em momentos ligeiramente diferentes, já que alguns 
satélites estão mais distantes do receptor do que outros. Então, a seguir, traremos 
um exemplo clássico, adaptado e retirado do website da Universidade Estadual 
de Campinas (UNICAMP):
MATEMATICAMENTE FALANDO...
Uma vez que o receptor capta um sinal, ele reconhece imediatamente 
de que satélite vem, a hora de início ω (a hora em que o sinal saiu do satélite de 
acordo com o relógio do satélite) e o período de um ciclo no sinal capturado. 
O computador interno do receptor começa a “reproduzir” a mesmo código 
de identificação, o código que ajuda o receptor a saber qual dos quais um dos 
satélites ativos está transmitindo o sinal, ao mesmo tempo ω (é como se ambos 
reproduzissem a mesma música, mas elas não fossem sincronizadas). Os dois 
sinais geralmente não coincidem e haverá algum atraso devido ao tempo de 
viagem dt que o sinal leva para sair do satélite e alcançar o receptor. Ao comparar 
o quão tarde o código de identificação do satélite aparece comparado para o 
código do nosso receptor, podemos determinar o tempo que levou o sinal para 
chegar ao receptor. Uma vez calculado o atraso de tempo dt (em segundos), 
o computador receptor o multiplica com a velocidade da luz (no vácuo), c = 
300.000km/s para calcular a distância que separa o satélite do receptor GPS.
Como já resolvemos o problema de determinar a distância do receptor a 
um satélite, agora usaremos um pouco de geometria analítica para determinar 
a posição do receptor na superfície da Terra. Vamos escolher um sistema de 
coordenadas com três eixos, onde a origem do sistema é o centro da Terra.
 
24
UNIDADE 1 — POSICIONAMENTO E NAVEGAÇÃO
Neste sistema, o eixo z será o eixo vertical, passando pelos polos e 
orientado positivamente para o norte, o plano xz será o plano do meridiano 
de Greenwich, o eixo x estará no plano equatorial. Similarmente, vamos 
considerar o eixo y no plano equatorial, com os valores positivos de y 
passando pelos pontos que formam 90º com a direção norte e com o eixo x, 
como na figura abaixo:
FONTE: Adaptada de Unicamp (2020)
Todos os receptores GPS são construídos com múltiplos canais, o 
que significa que eles podem receber e tratar sinais de pelo menos quatro 
satélites diferentes simultaneamente. Assim, depois de capturar os sinais 
de três satélites S1, S2 e S3 em seu alcance, o receptor calcula os atrasos de 
tempo t1, t2 e t3 respectivamente, (em segundos) captados pelos sinais dos três 
satélites para alcançá-lo.
Como já fizemos antes, as distâncias entre os receptores e os três 
satélites são calculadas fazendo: d1 = c · t1 , d2 = c · t2 e d3 = c · t3 , onde c é a 
velocidade da luz no vácuo.
Entretanto, dizer que o receptor está a uma distância d1 do satélite S1 
significa dizer que ele pode estar em qualquer lugar da esfera (imaginária) ∑1 
com centro em S1 e raio d1. Usando os dados do sinal que informam sobre 
a órbita do satélite ao receptor, isto é, onde o satélite deve estar a qualquer 
hora do dia, obtemos a posição (a1 , b1 , c1) do satélite S1 no sistema de eixos 
coordenados. Com todas essas informações, a equação da esfera ∑1 é dada por:
(x – a1)2 + (y – b1)2 + (z – c1)2 = d2 = c2 · t21 1
FIGURA – SISTEMA DE IDENTIFICAÇÃO DA POSIÇÃO DO RECEPTOR
TÓPICO 2 — PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO DO SISTEMA
25
De modo análogo, como o satélite S2 está a uma distância d2 = c · t2 , se 
consideramos a sua posição como (a2 , b2 , c2) , o receptor estará em algum lugar 
da esfera ∑2 centrada no satélite S2 e com raio d2 , cuja equação é:
(x – a2)2 + (y – b2)2 + (z – c2)2 = d2 = c2 · t2
Conseguimos assim restringir a posição do receptor à interseção de 
duas esferas (um círculo). Todavia, como já vimos, isto não é suficiente para 
determinar a posição exata do nosso receptor. Então, traçamos a terceira esfera 
usando que o satélite S3 está a uma distância d3 = c · t3 . Se sua posição é dada 
por (a3 , b3 , c3) , a equação de ∑3 fica:
(x – a3)2 + (y – b3)2 + (z – c3)2 = d2 = c2 · t2
Por fim, a superfície de uma esfera e um círculo se interceptam em dois 
pontos que o software receptor pode calcular com precisão e, para escolher o 
ponto procurado dentre esses dois, basta considerar a Terra como uma quarta 
esfera, pois um dos pontos estará muito longe da superfície, restando portanto, 
o ponto que determina a posição do receptor.
Do ponto de vista físico, há muitos outros fenômenos e teorias 
envolvidos nosprocessos anteriores, e dentre essas teorias, temos a Teoria da 
Relatividade Geral e a Teoria da Relatividade Especial, que contribuem para 
um ajuste correto nos relógios atômicos de cada satélite, fazendo com que a 
precisão do GPS seja muito maior.
FONTE: <http://www.ime.unicamp.br/~apmat/o-sistema-gps/>. Acesso em: 29 mar. 2021.
2 2
3 3
Quer explorar um pouco mais afundo todos os processos envolvendo 
os princípios de funcionamento do sistema de posicionamento global? Dê 
uma olhada nesse vídeo sugerido através do link: https://www.youtube.com/
watch?v=EDVfF8igHE0&feature=emb_logo.
DICAS
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UNIDADE 1 — POSICIONAMENTO E NAVEGAÇÃO
3 ÓRBITAS E CONSTELAÇÕES DE SATÉLITES
Como já abordado anteriormente, hoje há alguns sistemas de navegação 
global por satélites. No entanto, três são os principais: Navstar GPS, produzido 
pelos Estados Unidos; GLONASS, produzido pela Rússia; e o terceiro sistema, 
o GALILEO, produzido pela Europa. O GLONASS e o GPS encontram-se 
completamente em operação, enquanto o GALILEO que iniciou suas operações 
em 2016 ainda não está em completo funcionamento.
Os três sistemas possuem total interoperabilidade, a qual significa que os 
usuários estão habilitados para determinar uma posição, utilizando os sinais a 
partir da combinação de satélites pertencentes a qualquer um dos três sistemas.
Um sistema de navegação por satélite consiste de um segmento espacial, 
tipicamente navegados por 24 satélites, um segmento de controle em solo e um 
segmento de usuários. Os satélites estão posicionados em órbitas circulares em 
altitudes de cerca de 20.000km, de modo que pelo menos quatro satélites estejam 
visíveis em qualquer ponto da superfície terrestre a qualquer momento.
Nesse sentido, conforme Paz e Cugnasca (1997) é importante destacar que:
Cada satélite é dotado de painéis solares retráteis, que se constituem 
em sua fonte de energia. Quando estendidos, esses painéis conferem 
ao satélite um comprimento de aproximadamente 5 m. Sua massa, em 
órbita, é de aproximadamente 1000 kg. 
A órbita de um satélite é percorrida em, aproximadamente, 12 horas, 
o que significa que ele executa 2 voltas em torno da Terra a cada dia 
(na verdade, a órbita é completada em 11 horas e 58 minutos e, com 
isso, ele aparece no horizonte 4 minutos mais cedo a cada dia). Os 
24 satélites estão distribuídos em 6 órbitas distintas, o que faz com 
que qualquer ponto da superfície terrestre tenha, próximo a ele, pelo 
menos 4 satélites acima da linha do horizonte. O plano de cada órbita 
forma, com o plano do Equador terrestre, um ângulo de 55°. A altura 
em que cada satélite executa sua órbita, em relação à da Terra, é de, 
aproximadamente, 20. 000 km. 
Como se nota, ao contrário dos satélites comumente utilizados para 
comunicações, os satélites GPS não são geoestacionários, isto é, não 
permanecem numa posição fixa em relação à Terra acompanhando a 
sua rotação. Entre os motivos para esse fato, pode-se citar que, para ser 
geoestacionário, um satélite tem que permanecer no plano equatorial; 
se todos eles se situassem nesse plano, os pontos mais próximos aos 
pólos teriam uma cobertura menos favorável. Entretanto, o principal 
motivo para se querer ter os satélites em rotação em torno da Terra 
é o de passar periodicamente próximo a uma estação de controle, 
podendo, assim, enviar e receber informações sobre sua órbita (PAZ; 
CUGNASCA 1997 p. 30).
TÓPICO 2 — PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO DO SISTEMA
27
O segmento de controle em terra consiste de diversas estações de 
rastreamento posicionadas em diferentes locais da superfície terrestre, e um ou 
mais centros de controle. As estações de rastreamento monitoram a posição e 
situação dos satélites, enviam dados para a central de controle para processamento 
e avaliação da exatidão das aferições da posição de cada satélite para incorporação 
no sinal navegacional.
 
De modo geral, o segmento dos usuários consiste do sistema de GPS usuário 
que está equipado com terminais para receber os sinais por radiofrequência de 
navegação dos satélites.
O segmento dos usuários é composto pelo ilimitado número de 
receptores (...) espalhados pelo mundo, nas mais diversas aplicações. 
A função básica de um receptor é captar os sinais dos satélites que 
estiverem "visíveis" e, com as informações obtidas nesses sinais, 
calcular a sua posição (latitude, longitude e altitude). Tipicamente, 
um receptor GPS apresenta uma antena (para a captação dos sinais), 
circuitos eletrônicos (para tratamento dos sinais), e um mostrador 
(para apresentação das coordenadas calculadas). Ele também costuma 
apresentar um teclado (para a entrada de dados e de comandos), e 
pode ainda oferecer um canal serial (para a saída de dados destinados 
a outro equipamento eletrônico). 
Para poder calcular sua posição no espaço, em três dimensões, um 
receptor GPS precisa determinar, a partir dos sinais emitidos pelos 
satélites, as distâncias entre ele e, no mínimo, quatro satélites, e as 
posições desses satélites (PAZ; CUGNASCA 1997, p. 31).
FIGURA 8 – ESQUEMA DA OPERAÇÃO ENTRE OS SEGMENTOS ESPACIAL, DE CONTROLE 
E DE USUÁRIOS
FONTE: O autor
28
UNIDADE 1 — POSICIONAMENTO E NAVEGAÇÃO
A título de curiosidade, cada satélite GPS pesa aproximadamente 908 kg e 
tem cerca de 5,2 m de diâmetro com os painéis solares estendidos. Além disso, cada 
satélite é construído para durar cerca de 10 anos e as substituições são constantes. A 
seguir, temos uma pequena montagem que ilustra a quantidade de satélites visíveis em 
um ponto da Terra.
NOTA
FIGURA 9 – ILUSTRAÇÃO DOS SATÉLITES EM ÓRBITA AO REDOR DA TERRA
FONTE: Adaptada de <http://www.ime.unicamp.br/~apmat/wp-content/uploads/2020/04/
LawfulImpressiveKookaburra-size_restricted.gif>. Acesso em 10 nov. 2020.
A determinação da posição de um receptor no modo de navegação 
depende da acessibilidade às posições dos satélites em tempo real e do sistema 
de tempo do satélite. Essas informações são acessadas através dos sinais GPS, 
estando contidas nas efemérides transmitidas (MONICO, 1998) as quais podem 
ser utilizadas para o posicionamento instantâneo. As órbitas fornecidas podem 
ser de dois tipos:
• Órbitas Transmitidas: as efemérides (distâncias) podem ser calculadas com base 
no posicionamento do satélite naquele instante e utilizando dados Kepleriano 
acrescidos de parâmetros de perturbação dos elementos de medida (correção 
de erros).
• Órbitas Precisas: As efemérides são pós-processadas, permitindo uma precisão 
superior àquela obtida com as efemérides transmitidas. Atualmente, vários 
institutos produzem efemérides precisas. 
TÓPICO 2 — PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO DO SISTEMA
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4 APLICAÇÕES, SERVIÇOS E RECEPTORES
As principais aplicações do sistema GNSS podem ser observadas nas 
áreas de:
• Agricultura e pesca.
• Pulverização química. 
• Monitoramento de safras. 
• Rastreamento de gado.
• Navegação e monitoramento de barcos de pesca.
• Engenharia Civil.
• Orientação de máquinas.
• Logística e gerenciamento de canteiro de obras.
• Manutenção da infraestrutura de rodovias e ferrovias.
• Energia: sincronização de redes para geração e distribuição de energia.
• Mapeamento de infraestrutura.
• Seguros diversos.
• Aviação.
• Guerras.
Em especial, o sistema GNSS tem muitas aplicações para o monitoramento 
ambiental. Conhecendo e estudando os sinais da constelação de satélites disponível 
no sistema GNSS, podemos determinar com precisão perfis atmosféricos sobre 
grandes áreas, incluindo densidade, pressão, umidade e padrões de vento. 
Medidas contínuas de parâmetros atmosféricos vão ajudar na previsão do tempo 
e no monitoramento do clima. Também será possível fazer estudos dos mares 
e oceanos, incluindo mapeamento de correntes e marés com boias flutuantes. 
Podemos também estudar calotas de gelo e icebergs. Neste sentido, cabe ressaltar 
a existência de diversos estudos que têm sido desenvolvidos para rastrear o 
derretimento do gelo. Dados como estes podem ajudar a prever o movimento do 
gelo e da água. Além disso,a sistematização do GNSS ainda pode ser usada em 
vulcanologia, para estudar movimentos tectônicos e prever terremotos.
Há também aplicações para proteger o ambiente e fazer nossas vidas 
mais seguras, de uma forma mais efetiva. Um exemplo seria o gerenciamento do 
transporte de cargas perigosas, tais como, por exemplo, o óleo. Os responsáveis 
por um vazamento de óleo (acidental ou intencional) poderiam ser facilmente 
identificados. Da mesma forma, um transporte seguro de carga nuclear ou de 
qualquer outro material perigoso aumentando assim a segurança das pessoas e 
do ambiente.
Pode ser aplicado em oceanologia, hidrografia, e ecologia marinha. Um 
exemplo de aplicação nestas áreas seria o estudo de estoques de peixes, onde 
dados poderiam ser coletados (mapeados) para ajudar no gerenciamento de 
pescarias, aumentando o rendimento, e melhorando a sustentabilidade. Áreas 
e/ou épocas com restrições à pesca poderiam também ser melhor monitoradas, 
evitando captura em períodos de defeso e/ou de espécies ameaças de extinção.
30
UNIDADE 1 — POSICIONAMENTO E NAVEGAÇÃO
Portanto, o sistema GNSS pode ser aplicado para a determinação de um 
fato e/ou objeto no espaço terrestre. Através desse sistema de monitoramento 
geoespacial, inúmeras alternativas de uso são viáveis destacando-se a correlação 
da localização à medição, predição e/ou diagnósticos de fatos já passados.
Conforme Embrapa (2020), devemos destacar as principais aplicações 
mundialmente utilizadas:
• Aplicações diversas nos meios de transporte, como no deslocamento de automóveis, 
trens, aeronaves e navios, no planejamento de rotas, contribuindo com aumento de 
velocidade nos deslocamentos, otimização energética e aumento de segurança aos 
usuários, incluindo serviços de rastreabilidade.
• Deve ser utilizado em toda atividade que dependa de posicionamento geodésico 
e geográfico, como cartografia de precisão, levantamentos cartográficos, 
georreferenciamento de mapas e imagens de satélites etc.
• Em agricultura de precisão, na identificação precisa de objetos em campo, em 
georastreabilidade de produtos agrícolas, no cadastro rural, demarcação de propriedades, 
mapeamentos diversos como uso e cobertura das terras.
• Em meio ambiente com monitoramento ambiental, levantamento e proteção de 
recursos naturais, coleta de pontos amostrais georreferenciados etc.
 Especificamente em exemplos de aplicações na Embrapa Territorial temos que 
o uso do GPS é frequente nas pesquisas da Embrapa Territorial. Seus dados têm sido 
integrados aos sistemas de processamento de imagens e de informações geográficas 
representando um apoio fundamental em atividades de pesquisa e monitoramento.
ATENCAO
Deste modo, tecnicamente falando, podemos afirmar que o Sistema de 
Posicionamento Global fornece dois serviços, a saber: SPS (Standard Position Service) 
de uso civil e o PPS (Precise Position Service) de uso militar. Em dois de maio do 
ano dois mil havia a redução da exatidão do posicionamento de uso civil devido 
à introdução de um erro chamado AS (Selective Availability – disponibilidade 
seletiva) devido a aspectos de segurança. A precisão até aquela data era de 100 
metros de exatidão horizontal e de 140 metros de exatidão vertical. A exatidão 
do serviço de uso militar era cerca de 10 metros de exatidão horizontal e de 20 
metros de exatidão vertical. Hoje, os valores médios de posicionamento absoluto 
são equivalentes à exatidão horizontal e vertical do posicionamento militar.
Composição e Tipologia dos Receptores
De modo geral, os receptores GPS são compostos por quatro itens que os 
integram:
TÓPICO 2 — PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO DO SISTEMA
31
• Antena com pré-amplificador.
• Seção de rádio frequência, para identificação e processamento do sinal.
• Microprocessador, para controle do receptor; interface para o usuário.
• Provisão de energia e memória, para armazenar dados.
◊ Tipos de Antenas
• Monopolo ou dipolo.
• Espiral.
• Microstrip.
• Etc.
Os receptores podem ser classificados segundo sua comunidade usuária: 
civil ou militar; quanto a sua aplicação; navegação, geodésia, SIG e aquisição de 
tempo. Quanto às observáveis (sinais transmitidos pelo GPS que se diferenciam 
pelos seus comprimentos de onda e frequências) disponibilizadas pelo receptor, 
eles podem fornecer as seguintes opções:
• Código C/A (coarse aquisition) e portadora L1 (C/A + L1).
• Código C/A e portadoras L1 e L2 (C/A + L1 + L2).
• Códigos C/A e P (precise) e Portadoras L1 e L2 (C/A + L1 + P + L2).
• Portadora L1 (L1).
• Portadoras L1 e L2 (L1 + L2).
No que se refere à aplicação, os sinais enviados aos receptores devem ser 
processados de acordo com as necessidades da aplicação para a qual se destinam. 
Os receptores destinados a trabalhos geodésicos oferecem duas configurações 
principais:
• Receptores que permitem uso das portadoras L1 e L2 conjuntamente.
• Receptores que disponibilizem código P sobre a portadora L2 (nem sempre 
possível).
Os receptores destinados a trabalhos voltados para SIG oferecem duas 
configurações principais:
• Receptores que disponibilizem código C/A e a portadora L1.
• Receptores apenas com código C/A (dependendo da precisão requerida no 
levantamento).
Deste modo, de modo sistemático, podemos organizar os receptores de 
acordo com os Geodésicos, Topográficos e de Navegação. Neste caso, a diferenciação 
entre as categorias de sistemas de posicionamento (que para alguns, a princípio 
pode parecer simplesmente o fato do preço de aquisição), se deve à precisão 
alcançada, ou seja, a razão da igualdade entre o dado real do posicionamento e 
o oferecido pelo equipamento. Destarte, os Geodésicos sendo os mais acurados, 
possuem valores de precisão na casa dos milímetros e são capazes de captar as 
duas frequências emitidas pelos satélites (L1 e L2), permitindo desta maneira a 
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UNIDADE 1 — POSICIONAMENTO E NAVEGAÇÃO
erradicação dos efeitos da refracção ionosférica. Os topográficos, também possuem 
alta precisão, no entanto desempenham seus dados na casa dos centímetros. As 
suas características de trabalho são semelhantes à categoria anterior, todavia 
captam somente a portadora L1. As duas categorias possuem efeitos técnicos e 
propriedades próprias como o pós-processamento, o que indica que, correntemente 
não declaram o posicionamento instantaneamente (com a exceção dos modelos 
RTK, modo cinemático) (MOLIN; AMARAL; COLAÇO, 2015). 
No caso da categoria de maior uso do GPS (a navegação), ainda que possua 
menor precisão de posicionamento, há diversos benefícios em sua utilização, 
tais como o baixo valor de aquisição e suas aplicações como ferramenta de 
equipamentos em computadores de mão, celulares, relógios, entre outros. Sua 
aplicabilidade é mais simplória, não necessitando de instruções técnicas muito 
desenvolvidas. Hoje em dia, com a convergência de dispositivos, existem muitas 
opções de Pocket PCs com GPS interno, que têm a vantagem de se poder escolher 
o software de localização que se pretende utilizar com eles. Sua precisão é na casa 
de metros e tem fácil interoperabilidade com os softwares GIS.
Na figura a seguir ilustramos para os segmentos Geodésico, Topográfico 
e de Navegação, alguns dos principais receptores mais usualmente utilizados. 
FIGURA 10 – EXEMPLOS DOS TIPOS DE RECEPTORES GEODÉSICOS, TOPOGRÁFICOS E DE 
NAVEGAÇÃO
FONTE: O autor
TÓPICO 2 — PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO DO SISTEMA
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As principais funções dos receptores são:
• Armazenar coordenadas extraídas de um documento cartográfico, de um relatório ou 
obtidas pela leitura direta de sua posição.
• Os pontos podem ser combinados formando rotas que, quando ativadas, permitem 
que o receptor analise os dados e informe, por exemplo, o tempo; horário provável de 
chegada e distância até o próximo ponto; horário do nascer e do pôr-do-sol; rumo que 
se deve manter para chegar ao ponto de interesse e muito mais.
IMPORTANT
E
RECEPTOR GNSS DE BAIXO CUSTO PARA CARACTERIZAR ROTAS 
DE CICLISTAS
Lorena Mizue Kihara
Thiago Vinicius Louro