Sistema GPS: Funcionamento e Aplicações

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Ministério das Cidades
Secretaria Executiva - SE
Diretoria de Desenvolvimento Institucional - DDI
Gerência de Capacitação - GC 
MODULO I – GPS
Prof. Elpídio Inácio Fernandes Filho
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SISTEMA NAVSTAR GPS
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DESCRIÇÃO 
O “NAVigation Satélite Timing and Ranging Global Positioning System” é um sistema de radio posicionamento que fornece ao usuário posicionamento preciso, velocidade e medição do tempo
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ORGANIZAÇÃO 
DO SISTEMA GPS
SETOR 
 ESPACIAL
SETOR DE CONTROLE
SETOR DE
USUÁRIOS
Sinais
Descendentes 
L1 e L2 
Sinais	
descendentes
L1 , L2 e Banda S
Sinal
Ascendente 
Banda S
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SETOR ESPACIAL
24 satélites (4 por órbita)
6 planos orbitais igualmente espaçados em torno do equador
55 graus de inclinação em relação ao equador
Período de aproximadamente 12 horas
20200 km de altitude
5 satélites visíveis em qualquer ponto do globo.
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SATELLITE B
ZONAS COBERTAS POR TRES SATELITES
EM TRES PLANOS ORBITAIS DIFERENTES
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SERVIÇOS OFERECIDOS
Precise Posicioning service (PPS)
Código P criptografado
Reservado para uso militar
Standard Positioning Service (SPS)
Code C/A
Uso civil
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P - V -T
Posição
Velocidade
Tempo
Latitude
Longitude
Altitude
V Norte
V Oeste
V Vertical
U T C
coordenadas 3D
Vecteur Velocidade :
Velocidade e direção
Hora UTC
O GPS poder fornecer aos usuários :
Um dado por segundo
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APLICAÇÕES DO GPS
NAVEGAÇÃO
TRANSPORTE RODOVIÁRIO
MARINHA
AVIAÇÃO
TOPOGRAFIA
GEODESIA
AGRICULTURA
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ÁREAS DE UTILIZAÇÃO
ESPACIAL
MARÍTIMA
AEREA
TERRESTRE
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GERÊNCIA DE FROTA
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PRINCÍPIOS DE POSICIONAMENTO
Interseção geométrica das distâncias medidas
Distância calculada à partir dos tempos de propagação entre os satélites e o usuário
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LOCALIZAÇÃO
Latitude
longitude
altitude
Erros dos relógios (dT)
4 Pseudo distâncias
4 incógnitas
nota :
dT = 1 µs
300 m 
?
1 medida
2 medidas
3 medidas
?
?
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COBERTURA
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ACCESSIBILIDADE
É um sistema passivo permitindo um numero ilimitado de usuários
Uso civil garantido pelo governo dos EUA
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CALCULOS SÃO REALIZADOS EM FUNÇÃO DO NUMÉRO DE SATELITES 
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ERROS
FONTES DE ERROS NAS PSEUDO-DISTANCIAS
ERROS DO RELÓGIO DO SATELITE
ERROS DE EFEMERIDES
ERROS DEVIDO A MUDANÇA DE VELOCIDADE DO SINAL QUANDO ATRAVESSA A ATMOSFERA
CAMINHOS MULTIPLOS
RUÍDO DO RECEPTOR	
DISPONIBILIDADE SELETIVA (DESLIGADO)
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CORREÇÕES
É necessario levar em conta os desvios dos relogios para determinar uma posição precisa
 
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ALMANAQUE
O almanaque descreve as órbitas aproximadas de todos os satélites em operação
O almanaque é utilizado para rapidamente determinar a posição de um satélite
Cada satélite permanentemente emite o almanaque para todos os satélites
A transmissão do almanaque dura 12,5 minutos
O almanaque é valido por 2,5 anos
O almanaque é atualizado a cada 24 horas
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EFEMÉRIDES
A efemérides fornecem os parâmetros orbitais necessários ao calculo da posição dos satélites em órbita
As efemérides são necessárias para calcular a posição do receptor
Cada satélite transmite somente suas efemérides
A transmissão das efemérides dura 30 segundos
As efemérides são válidas por somente poucas horas
As efemérides são modificadas a cada uma hora para levar em conta as correções de posicionamento.
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D G P S
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DGPS TEMPO REAL E PÓS PROCESSADO
Conhecendo onde você esta X onde você esteve
DGPS Tempo real
Tempo real: mostra o posicionamento em tempo real
Link de rádio ou satélite : necessário para transmitir as correções diferenciais
DGPS pós-processado
Mostra onde o usuário esteve
Links não são necessários
Arquivos de uma estação base são usados para corrigir os dados obtidos em campo.
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PRECISÃO DO SISTEMA GPS
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Fonte : http://users.erols.com/dlwilson/gpsacc.htm
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Fonte : http://users.erols.com/dlwilson/gpsacc.htm
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Fonte : http://users.erols.com/dlwilson/gpsacc.htm
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MODELAGEM DOS ERROS VERTICAIS
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MELHORANDO A PRECISÃO
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Apoio:
Universidade Federal de Viçosa
Pró-Reitoria de Extensão e Cultura
Departamento de Engenharia Civil
Fundação Arthur Bernardes
Núcleo de Geoprocessamento Prof. Celestino Aspiazu
Contato:
Departamento de Engenharia Civil
Campus Universitário - Viçosa, MG - 36570-000 - Telefone: (31) 3899-3036 - Fax: (31) 3899-1482 
E-mail: carlos.vieira@ufv.br
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