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MÉTODOS E MEDIDAS DE 
POSICIONAMENTO GEODÉSICO – GNSS
UNIDADE I
CONSTELAÇÃO DE SATÉLITES
Elaboração
Prof. Ms. Márcio Felisberto da Silva
Produção
Equipe Técnica de Avaliação, Revisão Linguística e Editoração
SUMÁRIO
UNIDADE I
CONSTELAÇÃO DE SATÉLITES .........................................................................................................................................................5
CAPÍTULO 1
INTRODUÇÃO AOS SISTEMAS DE POSICIONAMENTO GNSS ...................................................................................... 5
REFERÊNCIAS ...............................................................................................................................................22
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UNIDADE ICONSTELAÇÃO DE SATÉLITES
CAPÍTULO 1
INTRODUÇÃO AOS SISTEMAS DE POSICIONAMENTO GNSS
Aos olhos de um simples observador, que se pega contemplando as constelações do 
firmamento, é possível que este consiga ver e imaginar apenas os astros luminosos, e 
certamente não terá uma visão integral do que mais existe no espaço que nos rodeia.
Dentre os diversos elementos presentes no espaço 24 horas por dia, estão algumas 
constelações de satélites artificiais orbitando a terra, a serviço de nos fornecer dados 
das mais diversas ordens e para as mais variadas finalidades, tais como a de uso 
militar, agricultura, monitoramento ambiental, clima, localização, navegação, aviação, 
comunicação, posicionamento diversos entre outros fins.
A esta constelação de satélites damos o nome de GNSS (Sistema Global de Navegação 
via Satélite), o qual é composto pelos sistemas GPS, GALILEO, GLONASS, BEIDOU/
COMPASS e NNSS-TRANSIT estando este último já desativado.
O sistema GNSS é utilizado para determinar a posição de um receptor em algum lugar 
na terra, no mar ou no espaço por meio de constelação de vários satélites artificiais, 
conforme pontuado anteriormente. 
Determinar a posição do receptor (ou seja, latitude, longitude e altura) baseia-se na 
distância calculada a partir de vários satélites. Cada satélite transmite continuamente 
uma mensagem de navegação, sendo que, normalmente três satélites são suficientes 
para determinar a longitude, latitude e a altura, embora o convencional sejam quatro 
satélites.
A formação desse conjunto de satélites iniciou-se a partir do lançamento do 
satélite Russo Sputnik I no ano de 1957 e que posteriormente se desencadeou no 
desenvolvimento e operacionalização do sistema GLONASS. 
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UNIDADE I | CONSTELAÇÃO DE SATÉLITES
Logo após, em 1958, os Estados Unidos da América lançou o satélite Vanguard e a partir 
desse momento deu-se inicio ao desenvolvimento do sistema NAVSTAR (Navigation 
Satellite whith Timing and Ranging).
Nove anos após o lançamento do Vanguard, um sistema de navegação que até então 
era utilizado apenas pela marinha americana, foi disponibilizado para uso civil, o qual 
era denominado de NNSS (Navy Navigation Satellite System) e também era conhecido 
pelo nome de Transit.
Entre os anos 1973 e 1988 desenvolveram estudos, desenho e a construção do primeiro 
bloco de satélites do sistema GPS – Global Positioning System. Esse sistema foi 
desenvolvido pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos com a precisão de 
obter a posição, velocidade e horário de um determinado ponto sobre a superfície da 
Terra.
O sistema GALILEO por sua vez, surgiu a partir das restrições impostas pelos Estados 
Unidos aos demais países quanto a participação no desenvolvimento do sistema GPS. 
Dessa forma, em 1999 a União Europeia sugeriu que fosse desenvolvido um sistema 
próprio e independente, aberto a participação de demais países, compatível com o 
sistema GPS e com o sistema GLONASS, independente e controlado por civis.
Em setembro de 2015, dois novos satélites foram lançados, o Alba e o Oriana. 
Atualmente, o GALILEO possui 10 satélites em órbitas, um terço de sua constelação, 
mas até 2020 pretende estar com uma rede completa de 30 satélites em órbita.
O sistema BEIDOU que também é conhecido como COMPASS, começou a ser 
desenvolvido em 1983, tendo seu primeiro satélite lançado no ano de 2000. O ultimo 
lançamento foi em março de 2015.
Figura 1. Lançamento satélite em março de 2015.
Fonte: <www.beidou.gov.cn>.
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CONSTELAÇÃO DE SATÉLITES | UNIDADE I
O sistema BEIDOU de navegação por satélite é um sistema de navegação global por 
satélite da China, que foi desenvolvido com o intuito de manter a independência e 
manter a iniciativa e o poder de decisão nas próprias mãos. Objetiva-se equacionar o 
sistema de forma a ser aberto, compatível, estável e com uma tecnologia de confiança 
a fim de oferecer um serviço global, acelerando o desenvolvimento da indústria de 
navegação por satélite, ampliando o leque de possibilidades dentro do setor econômico 
e social do país.
Assim como o GPS, o sistema BEIDOU é composto de três segmentos: o espacial, de 
controle e o de usuário. O segmento espacial contém 5 satélites geoestacionários e 30 
satélites de órbita não geoestacionários. O segmento de controle é composto de uma 
série de estações. E o segmento usuário inclui terminais de sistema BEIDOU, bem 
como outros compatíveis com os outros sistemas de navegação por satélite.
Sistema GLONASS
O desenvolvimento do sistema GLONASS originou-se na União Soviética no ano 
de 1976. Os lançamentos de foguetes iniciaram em 12 de outubro de 1982 até que a 
constelação foi concluída em 1995. 
Durante a década de 1990, o sistema passou por um declínio até que em 2001, no governo de Vladimir 
Putin, o sistema foi restaurado e declarado como prioridade tendo o financiamento do programa 
espacial aumentado de forma bastante considerável. Segundo informações oficiais da Rússia, o sistema 
GLONASS é o programa mais caro da Agência Espacial Federal Russa, consumindo um terço do seu 
orçamento em 2010.
Até o no de 2010, o sistema GLONASS já tinha alcançado uma cobertura de 100% 
do território da Rússia e em outubro de 2011, a constelação orbital de 24 satélites foi 
ampliada, permitindo uma cobertura global completa. 
A arquitetura dos satélites GLONASS foi submetida a várias atualizações e redesenhamentos 
desenvolvendo dessa forma a versão mais recente conhecida como o GLONASS-K.
O programa GLONASS, como já mencionado, está entre as prioridades da política 
do Governo russo, cabe ressaltar que as metas para 2002-2011 foram alcançadas, 
demonstrando um desempenho de avanços semelhante ao sistema GPS.
Um novo programa GLONASS para os anos de 2012 a 2020 já foi aprovado em março 
de 2012. Dentre as suas principais metas estão a continuidade, modernização e 
ampliação do uso nas mais diversas finalidades, bem como tornar o sistema GLONASS 
um elemento essencial ao GNSS.
https://en.wikipedia.org/wiki/Satellite_constellation
https://en.wikipedia.org/wiki/Russian_Federal_Space_Agency
https://en.wikipedia.org/wiki/Geography_of_Russia
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UNIDADE I | CONSTELAÇÃO DE SATÉLITES
Figura 2. Símbolo do sistema GLONASS.
Fonte: <www.glonass-iac.ru>.
O programa conta atualmente com 28 satélites em órbita, sendo 26 GLONAS-M e 2 
GLONAS-K.
As várias versões do GLONASS são:
GLONASS - lançado em 1982, esses satélites tinham a intenção de trabalhar com o 
posicionamento, distância, tempo e medição de velocidade em qualquer lugar do mundo, 
sob o controle de militares e organizações oficiais.
GLONASS-M - lançado em 2003 com o intuito de adicionar o segundo código para 
uso civil.
Figura 3. Satélite modelo GLONASS-M.
Fonte: <www.glonass-iac.ru>.
GLONASS-K - começou em 2011 possuindo mais três tipos: K1, K2 e KM para pesquisa. 
Adicionando nessa fase, a terceira frequência para uso civil.
Figura 4. Satélite modelo GLONASS-K.
Fonte: <www.glonass-iac.ru>.
http://www.glonass-iac.ru
http://www.glonass-iac.ru
http://www.glonass-iac.ru
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CONSTELAÇÃO DE SATÉLITES | UNIDADE I
GLONASS-K2 - será lançado depois de 2015 (atualmente em fase de projeto).
GLONASS-KM - será lançado depois de 2025 (atualmente em fase de investigação).
A estrutura do sistema GLONASS é compostapor:
 » Uma constelação de satélites distribuídos em três planos orbitais.
 » O Centro de Sistema de Controle (SSC) localizado na Krasnoznamensk.
 » Duas estações de uplink.
 » Um Relógio Central localizado no Schelkovo (próximo a cidade de Moscou).
 » Uma rede de monitoramento e quatro estações de medição (MS).
 » Cinco Telemetria, Rastreamento e Controle de estações (TT & C).
A infraestrutura do sistema GLONASS está organizado em dois segmentos, sendo eles: 
o segmento espacial e o segmento terrestre, complementando o terceiro segmento a 
partir dos receptores dos usuários, que compõem o segmento de usuário.
Segmento Espacial
As principais funções do segmento espacial são transmitir os sinais de radionavegação, 
armazenar e retransmitir a mensagem de navegação enviada pelo Segmento de 
Controle. 
O segmento espacial do sistema GLONASS é composto de um numero de 28 satélites 
operacionais, distribuídos em três planos orbitais. Os satélites operam em uma órbita 
circular com uma altitude de 19.100 km e uma inclinação de 64,8 graus, onde cada 
satélite completa a órbita em aproximadamente 11 horas e 15 minutos.
Segmento de Controle
O Segmento de Controle, ou Sistema de Controle Operacional, é o responsável pelo 
bom funcionamento do sistema GLONASS. Ele é composto por: 
 » Um Centro de Sistema de Controle (SSC). 
 » Uma rede de cinco Telemetrias. 
 » Centros de Rastreamento e Comando (TT & C). 
http://www.navipedia.net/index.php/GLONASS_General_Introduction
http://www.navipedia.net/index.php/GLONASS_Space_Segment
http://www.navipedia.net/index.php/GLONASS_Ground_Segment
http://www.navipedia.net/index.php/GLONASS_User_Segment
http://www.navipedia.net/index.php/GLONASS_Space_Segment
http://www.navipedia.net/index.php/GLONASS_General_Introduction
http://www.navipedia.net/index.php/GLONASS_General_Introduction
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UNIDADE I | CONSTELAÇÃO DE SATÉLITES
 » Um Relógio Central. 
 » Três estações de upload (UL). 
 » Duas Estações Variando de laser do satélite (SLR). 
 » Uma rede de monitoração e medição de Estações (MS). 
Além de toda essa estruturação distribuída ao logo do território Russo, outras seis 
estações de monitoramento e medição adicionais estão previstas para começar a operar 
em breve. 
O segmento conta ainda com um sistema de sincronização de todos os processos do 
sistema GLONASS, funcionando a partir de um relógio atômico de hidrogênio de alta 
precisão. Esse sistema é muito importante para a operacionalidade do sistema de 
forma apropriada.
Segmento de Usuário
O Segmento de Usuário representa os equipamentos receptores localizados na superfície 
terrestre que permitem rastrear os satélites do sistema GLONASS. É convencionado 
que para receber um posicionamento da forma mais adequado, é necessário que um 
receptor receba o sinal de quatro satélites: três para obter as coordenadas da posição e 
o quarto para determinar o tempo.
Embora a constelação do sistema GLONASS esteja se aproximando de uma cobertura 
global, sua comercialização e especialmente o desenvolvimento do segmento de 
usuários, deixa um pouco a desejar se comparando com o sistema norte-americano 
GPS. Dessa forma, para melhorar a situação, o governo Russo tem promovido de forma 
ativa o uso e abertura do sistema GLONASS para o uso civil. 
O governo tem forçado todos os fabricantes de automóveis na Rússia a produzir carros 
equipados com o sistema GLONASS, bem como desde fevereiro de 2011, todos os 
automóveis de passageiros, veículos de transporte e os veículos que transportam materiais 
perigosos são obrigados a usar navegadores equipada com o sistema GLONASS.
Além disso, os esforços da Rússia para melhorar a precisão do sistema GLONASS já 
surte resultados, haja vista várias empresas de eletrônicos já anunciarem o lançamento 
de novos receptores com suporte total às inovações do GLONASS.
http://www.navipedia.net/index.php/GLONASS_General_Introduction
http://www.navipedia.net/index.php/GLONASS_General_Introduction
http://www.navipedia.net/index.php/GLONASS_General_Introduction
http://www.navipedia.net/index.php/GLONASS_General_Introduction
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CONSTELAÇÃO DE SATÉLITES | UNIDADE I
Sistema GALILEO
GALILEO é um sistema de navegação global por satélite desenvolvido pela Europa, 
o qual visa oferecer um serviço de posicionamento global altamente preciso sob o 
controle civil. Ele é compatível com o sistema GPS e o sistema GLONASS. 
Em 21 de outubro de 2011 foram lançados os primeiros dois dos quatro satélites 
operacionais. No ano seguinte, outros dois satélites foram lançados, em 12 de Outubro 
de 2012. E após ocorreu uma sucessão de lançamentos até o último ocorrido no dia 11 
de setembro de 2015, que na ocasião foram lançados mais dois satélites.
 » Segmento Espacial: O Segmento Espacial do sistema GALILEO, pretende 
concluir uma constelação total de 30 satélites em uma Órbita Média (MEO).
 » Segmento de Controle: Este segmento conta com um conjunto de diversas 
estações distribuídas globalmente, afim de dar apoio a determinação de órbitas e 
sincronização de tempo. Essas estações irão proporcionar dados para outras duas 
estações, uma responsável pelos dados de navegação e outro pela manutenção física 
do sistema. É importante ressaltar que esse segmento é considerado o coração de 
todo o sistema GALILEO.
Quadro 1. Status da Constelação do Sistema GALILEO.
Satélites
Nome 
Missão
Data
Lançamento
Nome 
Satélite
Status
Sat – 14 ------------------- ------------------- -------------------
Em curso
Sat – 13 ------------------- ------------------- -------------------
Sat – 12 ------------------- ------------------- -------------------
Sat – 11 ------------------- ------------------- -------------------
Sat – 10 Galileo Sat
9 e 10
11.09.2015
GSAT0206 Lançamento
RecenteSat – 09 GSAT0205
Sat – 08 Galileo Sat
7 e 8
28.03.2015
GSAT-204
Em Operação
Sat – 07 GSAT-203
Sat – 06 Galileo Sat
5 e 6
22.08.2014
GSAT-202
Em Operação
Sat – 05 GSAT-201
Sat – 04
IOV – 2 12.10.2012
GSAT-104
Sat – 03 GSAT-103
Sat – 02
IOV – 1 21.10.2011
GSAT-102
Sat – 01 GSAT-101
GIOV-B ------------------- 27.04.2008 ------------------- Desativado
GIOV-A ------------------- 28.12.2005 ------------------- Desativado
Fonte: <www.esa.int>.
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UNIDADE I | CONSTELAÇÃO DE SATÉLITES
 » Segmento de Usuário: Conforme observado nas características dos segmentos 
de usuário dos demais sistemas que já estudamos, notamos que é comum a definição 
apontada para uma diversidade de equipamentos receptores civis e militares que 
recebem o sinal emitido pela constelação de Satélites. Para o sistema GALILEO, 
não é diferente, haja vista o segmento de usuário abranger o uso do produto final a 
partir das mais variadas especificações de receptores. 
Sistema GPS
O Sistema de Posicionamento Global (GPS) é um sistema de navegação dos Estados 
Unidos da América, com base no espaço, fornecendo confiável serviço de posicionamento, 
navegação e cronometria aos usuários civis, de forma livre e desimpedida para todo 
o mundo. 
A partir de um receptor GPS, o sistema irá fornecer a localização e a hora exata em 
qualquer tempo, do dia ou da noite, em qualquer lugar do mundo sem limites para um 
número de usuários simultâneos.
O sistema GPS consiste em três segmentos: os satélites que orbitam a Terra (espacial), 
monitoramento (controle) de solo e das estações de controle e dos receptores (usuários) 
de GPS pertencentes a usuários. 
A partir do espaço, os satélites do sistema GPS transmitem sinais que são recebidos 
e identificados por receptores GPS em superfície. Estes por sua vez, recebem as 
coordenadas tridimensionais de latitude, longitude e altitude, e o tempo preciso local.
O sistema GPS está agora disponível para todos no mercado de pequenos receptores 
GPS portáteis. Com estes receptores, os usuários podem determinar com precisão a 
sua localização e facilmente navegar para o local onde se deseja ir, seja a pé, dirigindo, 
voando ou navegando. 
O sistema GPS é essencial em todos os sistemas de transporte do mundo,o qual oferece 
suporte para a navegação por ar, terra e mar, conforme já mencionado. 
Os serviços de emergência e assistência em catástrofes, também são bastante 
dependentes do sistema GPS para localização e determinação do tempo de coordenação 
das missões para salvar vidas.
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CONSTELAÇÃO DE SATÉLITES | UNIDADE I
Atividades cotidianas, como serviços de banco, telefonia celular e até mesmo redes de 
distribuição de energia, ganham no quesito de eficiência, haja vista à precisão fornecida 
pelo GPS. 
Os agricultores, topógrafos, geógrafos, geólogos, cartógrafos, geodésicos entre outros 
inúmeros usuários passam a trabalhar com mais eficiência, segurança, com mais 
economia e com mais precisão, graças aos sinais de GPS acessíveis de forma gratuita.
Os satélites GPS voam em órbita terrestre média (MEO) a uma altitude de cerca de 
20,200 km (12.550 milhas). Cada satélite orbita a Terra duas vezes por dia.
Figura 5. Modelo esquemático dos planos de órbitas do sistema GPS.
Fonte: <www.gps.gov>.
Quanto ao arranjo dos satélites da constelação GPS, estes são dispostos em seis planos 
orbitais igualmente espaçados em torno da Terra. 
A constelação de GPS é uma mistura de antigos e novos satélites composta por 
GPS do Bloco IIA (2a geração, Advanced), do Bloco IIR (Reposição), do Bloco IIR 
(M) (modernizada), do Bloco IIF (Siga-on ) e do BLOCO GPS III, conforme figuras 
a seguir.
Para simplificar nosso entendimento acerca dos blocos de satélites, é importante 
salientar o quanto o projeto de satélites GPS evoluiu com o tempo. Cada geração de 
satélites com características semelhantes é chamada de bloco. Dessa forma, vamos 
observar uma breve descrição dos diferentes blocos de GPS:
 » Bloco I: Onze satélites deste tipo foram lançados entre 1978 e 1985. A 
Disponibilidade Seletiva (S/A) não foi implementada e seu peso médio era de 845 
kg. A vida média prevista era de 4,5 anos, embora alguns deles tenham durado 
até 10. Eles foram capazes de dar serviço de posicionamento por 3 ou 4 dias sem 
nenhum contato com o centro de controle.
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UNIDADE I | CONSTELAÇÃO DE SATÉLITES
 » Bloco II e IIA: São satélites operacionais que consistem em 28 satélites no 
total, lançados a partir de 1989 e muitos estão ainda em operação. Eles pesam 
cerca de 1.500 kg e tem uma vida média prevista de 7,5 anos. Desde 1990, uma 
versão melhorada foi usada, denominado Bloco IIA (avançado), com capacidade 
de comunicação mútua. Eles são capazes de fornecer o serviço de posicionamento 
por 180 dias sem nenhum contato com o segmento de controle. No entanto, no 
modo de funcionamento normal, eles se comunicam diariamente.
 » Bloco IIR: São satélites operacionais em substituição aos anteriores, a partir de 
1997. Estes satélites estão sendo utilizados como peças de reposição para o Bloco 
II. Esse Bloco IIR é formado por um conjunto de 20 satélites, embora possa ser 
aumentada para mais 6 unidades. Eles pesam aproximadamente 2.000 kg e têm 
uma vida útil média de 10 anos. Estes satélites podem determinar suas órbitas e 
calcular a sua própria mensagem de navegação autônoma. Eles têm a capacidade 
de medir distâncias entre si e transmitir dados para outros satélites ou para o 
segmento de controle. Esses satélites são capazes de operar cerca de meio ano 
sem qualquer apoio do Segmento de Controle e sem degradação na precisão das 
efemérides.
 » Bloco IIR-M: São satélites modernizados, onde incluem um novo sinal militar 
e o mais robusto sinal L2C civil. O primeiro satélite deste bloco foi lançado no dia 
26 de setembro de 2005.
 » Bloco IIF: O primeiro satélite (SVN62) foi lançado no dia 28 de maio de 2010. 
Estes satélites incluem o terceiro sinal civil na banda L5. Sua vida útil média é de 
cerca de 10 anos.
 » Bloco III: A nova geração de satélites GPS introduz melhorias significativas nas 
capacidades de navegação. Eles fornecem o quarto sinal civil na banda L1 (L1C). O 
primeiro lançamento está previsto a partir de 2017.
Figura 6: Satélites Bloco II e IIA.
Fonte: <www.gps.gov>.
15
CONSTELAÇÃO DE SATÉLITES | UNIDADE I
Figura 7: Satélites Bloco II R.
Fonte: <www.gps.gov>.
Figura 8: Satélites Bloco II R-M.
Fonte: <www.gps.gov>.
Figura 9: Satélites Bloco II F.
Fonte: <www.gps.gov>.
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UNIDADE I | CONSTELAÇÃO DE SATÉLITES
Figura 10: Satélites Bloco III.
Fonte: <www.gps.gov>.
A política dos Estados Unidos para manter a liderança no serviço de sistemas de 
navegação por satélite possui metas para atender a crescente demanda por melhoria 
do desempenho dos serviços de GPS, bem como para manter a competitividade com os 
sistemas de navegação por satélites internacionais.
Figura 11. Metas para desenvolvimento e modernização do sistema GPS.
Fonte: <www.gps.gov>.
Segmentos do Sistema GPS
Como já fora visto, o Sistema de Posicionamento Global (GPS) é um sistema de 
propriedade norte-americana, disponibilizado a uma gama de usuários. Este sistema 
é composto por três segmentos: o segmento espacial, o segmento de controle e o 
segmento do usuário. 
Espacial
Neste segmento inclui os satélites e os foguetes Delta que lançam satélites a partir de 
Cabo Canaveral, na Flórida. 
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CONSTELAÇÃO DE SATÉLITES | UNIDADE I
Os satélites GPS (mínimo de vinte e quatro satélites) voam em órbitas circulares (seis 
planos orbitais) a uma altitude de 10.900 milhas náuticas ou 20.200 km e com um 
período de 12 horas. 
As órbitas são inclinadas em relação a linha do equador, em 55º para garantir a 
cobertura das regiões polares.
Alimentado por células solares, os satélites mantém uma orientação constante a fim de 
apontar os seus painéis solares em direção ao sol e sua antena para a Terra. Cada um 
dos satélites, posicionados seus planos orbitais, circula a Terra duas vezes por dia.
Os satélites são compostos por:
 » Painéis solares - Cada satélite está equipado com painéis solares. Estes painéis 
captam a energia do sol, que fornece energia para o satélite durante toda a sua 
vida.
 » Componentes externos – Esses componentes tais como antenas. O exterior 
de um satélite GPS tem uma variedade de antenas. Os sinais gerados pelo 
transmissor de rádio são enviados para os receptores GPS por meio da antena 
G-banda. Outro componente é o transmissor de rádio, o que gera o sinal. Cada 
um dos satélites 32 transmite o seu próprio código único no sinal.
 » Componentes internos - Compreende os relógios atômicos e os transmissores 
de rádio. Cada satélite contém quatro relógios atômicos. Estes relógios são 
precisos, pelo menos, um bilionésimo de um segundo ou um nanossegundo. Uma 
imprecisão relógio atômico de 1 / 100th de um segundo se traduziria em uma 
medida (ou que varia) de erro de 1.860 milhas para o receptor GPS.
Controle
É o segmento responsável por controlar o todo sistema, incluindo a implantação 
e manutenção do mesmo, rastreamento dos satélites em suas órbitas, bem como os 
parâmetros do relógio. Monitoramento de dados auxiliares e envio de mensagem de 
dados para os satélites. 
O segmento de controle também é responsável pela criptografia de dados e proteção 
contra o serviço de usuários não autorizados e está estruturado em uma estação principal 
(mestre/master), estação de monitoramento e um grupo de antenas terrestres.
18
UNIDADE I | CONSTELAÇÃO DE SATÉLITES
Figura 12. Estruturação do Segmento de Controle do sistema.
Fonte: <www.gps.gov>.
A estação de controle mestre, localizado na Base Aérea de Schriever no Colorado, é 
responsável pela gestão global dos sítios de monitoramento e de transmissão remotas, 
calculando não só posição, mas também a velocidade, ascensão direita e parâmetros de 
declinação para eventual envio de satélites GPS.
As estações de monitoramento consistem em seis estações localizadas na Base de 
Dados de Schriever Força Aérea no Colorado, em Cabo Canaveral na Flórida, no Havaí, 
na Ilha de Ascensão no Oceano Atlântico, em Diego Garcia no Oceano Índico e em 
Kwajalein Ilha no Pacífico Sul. 
Outras seis estações de monitoramento adicionais foram adicionados a partirde 2005, 
sendo elas na Argentina, no Bahrein, no Reino Unido, no Equador, em Washington 
e na Austrália. Cada uma das estações de monitoramento verifica a altitude exata, a 
posição, a velocidade e a integridade geral dos satélites em órbita. 
O segmento de controle utiliza medições recolhidas pelas estações de monitoramento 
para predizer o comportamento da órbita de cada satélite e seu respectivo relógio. 
Este segmento também assegura que as órbitas dos satélites GPS e seus relógios 
permaneçam dentro de limites aceitáveis. 
Uma estação pode localizar até 11 satélites de cada vez. Este check-up é realizado duas 
vezes por dia, por cada estação, quando os satélites completam as suas viagens em 
torno da Terra. 
As variações observadas, como as causadas pela gravidade da lua, do sol e da pressão 
da radiação solar, são passadas junto à estação de controle mestre.
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CONSTELAÇÃO DE SATÉLITES | UNIDADE I
As antenas terrestres desempenham o papel de monitorar e rastrear os satélites de 
horizonte a horizonte. Eles também transmitem informações corretivas aos satélites 
de forma individualizada.
Usuário
No que diz respeito ao segmento de usuário inclui equipamentos militares e civis que 
recebem os sinais GPS. Os equipamentos militares receptores do sinal GPS são os 
integrados em equipamentos de caças, bombardeiros, tanques, helicópteros, navios, 
submarinos, tanques, jipes e soldados. 
Além das atividades básicas de navegação, aplicações militares, o sistema GPS 
possibilita a designação de alvos, o apoio aéreo aproximado e as armas “inteligentes”.
Com o aumento da popularidade de receptores GPS ao longo dos últimos anos, a 
comunidade civil passou a utilizar o sistema GPS de forma ampla e diversificada.
Os sistemas de rastreamento GPS são usados para encaminhar e monitorar entrega 
por vans e veículos de emergência. 
Na agricultura de precisão, o GPS é usado para orientar com precisão máquinas 
agrícolas empregadas na lavoura, no plantio, adubação e a colheita. 
Nos smartphones com o recurso de mapa de navegação GPS ou aplicações similares. 
As previsões para a aviação prometem ser revolucionárias. Como as viagens aéreas 
quase dobrou no século XXI, o GPS pode representar uma pedra angular do futuro 
sistema de gestão do tráfego aéreo (ATM) que irá manter elevados níveis de segurança, 
além de reduzir os atrasos e aumentar a capacidade das vias aéreas. 
Para promover este futuro sistema de ATM, o objetivo é estabelecer e manter uma 
capacidade de navegação baseada em satélite para todas as fases do voo.
Estrutura do Sinal no Sistema GPS
 » Este código L1 do GPS (1575,42 MHz) voltou a ser a banda mais importante para 
fins de navegação. A maioria das aplicações no mundo hoje em dia é baseada nos 
sinais transmitidos nessa frequência. Três sinais são transmitidos no momento 
20
UNIDADE I | CONSTELAÇÃO DE SATÉLITES
por GPS em L1: Código C / A, o código P (Y) e M-Code. No futuro, um novo sinal 
civil adicional, conhecido como L1C, também será transmitido. 
O sinal de código C / A foi pensado principalmente para aquisição do código P (ou Y) e 
tornou-se hoje o sinal mais importante para aplicações. O código P é o sinal de precisão 
e é codificado pelo código de precisão. 
Além disso, o código Y é usado em lugar do código P sempre que o modo de funcionamento 
do Antifalsificação (A / S) é ativado.
O sinal militar modernizado (M-Code) é projetado exclusivamente para uso de fins 
militares e destina-se na eventual substituição do código P (Y). Esse sinal (M-Code) 
fornece melhor resistência do que o sinal P (Y), com um poder bem maior sem 
interferência com código C / A ou P (Y). Além disso, o M-Code prevê a aquisição de 
sinal mais robusto do que é conseguido hoje, além de oferecer uma melhor segurança 
em termos de exclusividade, autenticação e de confidencialidade, juntamente com a 
distribuição de chaves aerodinâmicas. Em outros aspectos, o sinal M-Code, é possível 
explicar que, fornece um desempenho com mais flexibilidade e bem melhor que o 
código P (Y). 
O sinal de L1 Civil (L1C), é constituído por dois componentes principais; um denominado 
L1 Cp, para representar o sinal piloto e outro L1 Cd, para os canais de dados. Este sinal 
é espalhado por um código que varia e é modulado por uma mensagem de dados.
 » O código L2 do GPS está transmitindo na banda L2 (1227,60 MHz) um sinal civil 
modernizado conhecido como L2C juntamente com o P (Y) e o Código M-Code. 
Como podemos observar, o código P (Y) e o M-código já foram explanados nos 
parágrafos anteriores e as propriedades e parâmetros são semelhantes às da 
banda L1. Além disso, para o Bloco IIR-M, IIF, e blocos subsequentes, existem 
dois códigos adicionais que vão ser transmitidos. Eles são o L2 moderado (L2 
CM) e o código L2 Longa Civil (L2 CL).
 » O código L5 do GPS (1176,45 MHz) foi transmitido pela primeira vez a bordo 
de satélites IIF e seu desenvolvimento busca sobretudo atender a demanda 
do segmento aéreo. Em comparação com L1 C/A e L2, estas são algumas das 
mudanças em L5:
 » Melhoria da estrutura do sinal para um melhor desempenho;
 » Maior potência transmitida do sinal L1 / L2 (~ 3 dB, ou 2 × tão poderoso);
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CONSTELAÇÃO DE SATÉLITES | UNIDADE I
 » Maior largura de banda, onde oferece 10 × ganho de processamento, fornece 
mais nítida autocorrelação (em termos absolutos, não em relação ao tempo de 
duração) e requer uma taxa de amostragem maior no receptor;
 » Códigos mais de espalhamento (10 × maiores do que C / A);
 » Usa a banda Aeronáutica Radionavigation Serviços.
https://en.wikipedia.org/wiki/Processing_gain
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REFERÊNCIAS
IBGE. Manual do Usuário Posicionamento Por Ponto Preciso. Diretoria de Geociências, 2009. 
IBGE. RBMC - Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo dos Sistemas GNSS. 2014. 
Klein, I.; Matsuoka, M.T.; de Souza, S.F.: Análise do serviço on-line de PPP (GDGPS – APPS) para 
Receptores de Dupla Frequência: um estudo envolvendo dados de estações da RBMC. Gaea - 
Journal of Geoscience, v. 6, no 2, pp. 90-98, 2010. 
Klein, I.; Matsuoka, M.T.; de Souza, S.F.: Análise do serviço on-line de PPP (GDGPS – APPS) 
para Receptores de Dupla Frequência: um estudo envolvendo dados de estações da RBMC. In: 
Simpósio Brasileiro de Ciências Geodésicas e Tecnologias da Geoinformação, 3., 
2010, Recife. Anais...Porto Alegre: UFRGS, 2010. Artigos, pp. 001-007. On-line. ISBN 978-85-
63978-00-4. 
Matsuoka, M.T.; Azambuja, J.L.F.; Souza, S.F. Potencialidades do serviço on-line de Posicionamento 
por Ponto Preciso (CSRS-PPP) em aplicações geodésicas. Gaea - Journal of Geoscience, v. 5, 
no 1, pp. 42-49, 2009. 
Monico, J.F.G. Posicionamento pelo GNSS: Descrição, fundamentos e aplicações. São Paulo: 
Editora Unesp, 2008, 476 p.
Site
<http://www.ufpe.br/cgtg/SIMGEOIII/IIISIMGEO_CD/artigos/Cad_Geod_Agrim/Geodesia%20
e%20Agrimensur a/A_216.pdf>. Acesso em: 12 jun. 2014. 
	UNIDADE i
	CONSTELAÇÃO DE SATÉLITES
	Capítulo 1
	Introdução aos sistemas de posicionamento GNSS
	Referências