INTRODUÇÃO AO GPS

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08/08/2016 UNIP ­ Universidade Paulista : DisciplinaOnline ­ Sistemas de conteúdo online para Alunos.
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O NAVSTAR GPS (NAVigation System with Time And  Ranging ­ Global Positioning
System)  é  um  sistema  de  rádio  navegação  por  satélite  que  fornece,  a  usuários
que  possuam equipamento  apropriado,  coordenadas  precisas  de  posicionamento
tridimensional  e  informação  sobre  a  navegação  e  o  tempo.  Traduzido  para  o
Português,  o  Sistema  de  Posicionamento  Global  também  é  conhecido  como
Sistema de Posicionamento por Satélite.  Foi desenvolvido pelo Departamento de
Defesa dos Estados Unidos da América – DoD (Departmento of Defense), com o
propósito de ser o principal sistema de navegação das forças armadas americanas.
Em razão da alta acurácia proporcionada e do alto nível tecnológico embutido nos
aparelhos  receptores  GPS,  uma  grande  comunidade  de  usuários  do  sistema,
surgiu  dos mais  variados  segmentos  do meio  civil,  (navegação,  posicionamento
geodésico,  agricultura, meio  ambiente,  controle  de  frotas,  etc.)    Como  o  nome
sugere, o GPS é um sistema de abrangência global. Tem facilitado todas atividades
que necessitam de posicionamento, permitindo que concepções antigas e que de
certa  forma  ficaram  estagnadas  no  tempo,  pudessem  ser  colocadas  em prática.
Um  exemplo  disto,  é  o  que  vem  ocorrendo  com  a  agricultura  de  precisão,  um
conceito  estabelecido  por  volta  de  1929,  que  só  agora  vem  sendo  colocado  em
prática,  graças  à  integração  de  várias  geotecnologias,  dentre  elas  o  GPS.  A
concepção  do  sistema  GPS  permite  que  um  usuário,  em  qualquer  ponto  da
superfície  terrestre,  ou  próximo  a  ela,  tenha  sempre  a  disposição,  no mínimo 4
satélites  para  serem  rastreados,  permitindo  navegação  em  tempo  real,  sob
quaisquer condições meteorológicas.
O princípio básico de navegação pelo GPS, é  relativamente simples. Consiste na
medida  das  distâncias  entre  o  usuário  a  cada  um  dos  satélites  rastreados.
Conhecendo­se  as  coordenadas  dos  satélites  em  um  sistema  de  referência
apropriado, é possível calcular as coordenadas da antena do receptor em terra, no
mesmo sistema de referência dos satélites.  Do ponto de vista geométrico, apenas
três  distâncias,  não  pertencentes  ao  mesmo  plano,  seriam  suficientes  para  se
determinar o posicionamento do usuário.   Neste caso, o problema se reduziria à
solução de um sistema de três equações a três incógnitas, coforme será detalhado
em outra parte desta apostila. Uma quarta medida é necessária em razão do não
sincronismo  entre  os  relógios  dos  satélites  e  dos  receptores  em  poder  dos
usuários,  o  que  adiciona  uma  incógnita  ao  problema.  Toda  esta  questão
envolvendo distâncias e tempo será esclarecida mais adiante.
O  GPS  disponibiliza  dois  tipos  de  serviços,  conhecidos  por:  SPS  (Standard
Positioning Service – Serviço de Posicionamento Padrão) e PPS (Precise Positioning
Service  –  Serviço  de  Posicionamento  Preciso).  O  SPS  é  um  serviço
de posicionamento e tempo padrão que está disponível a todos usuários do globo,
sem cobrança de qualquer  taxa. O PPS proporciona melhores  resultados, mas é
restrito  ao  uso militar  e  a  usuários  autorizados.  Na  verdade,  o  sistema  sempre
teve capacidade de propiciar bons níveis de acurácia, mas ao que tudo indica, isto
não era de  interesse do Departamento de Defesa Americano. O Sistema que  foi
originalmente projetado para uso militar, foi liberado para uso geral, em 1980, por
decisão  do  então  presidente  Ronald  Reagan.  Na  época,  o  DoD  americano
implantou  um  erro  proposital  no  Sistema,  com  a  finalidade  de  resguardar  a
segurança  interna  do  país,  uma vez  que  o   GPS poderia  ser  utilizado,  para  fins
militares, por nações inimigas. Dessa forma, a  limitação da acurácia era  imposta
pela  adoção  dos  recursos:  AS  (Anti­spoofing)  e  SA  (Selective  Availability  –
Disponibilidade Seletiva).
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O AS  é  um  processo  de  criptografia  de  um  dos  códigos  utilizados  no  GPS  para
realizar medidas de distâncias (denominado código P), visando proteger seu uso
por  usuários  não  autorizados.  Pela  SA  ocorre  manipulação  das  mensagens  de
navegação  e  da  frequência  dos  relógios  dos  satélites,  implicando  em  erros  de
posicionamento da ordem de 100 a 140 m.  Para grande surpresa e em benefício
da comunidade de usuários, o processo de deterioração da acuracidade foi abolido
à  0  h  (zero  hora,  tempo  universal),  do  dia  2  de maio  de  2000,  melhorando  a
acurácia de posicionamento em aproximadamente 10 vezes. 
Exercício 1:
Analise as afirmativas abaixo e marque a alternativa correta:
I ­ A Astronomia é uma ciência natural que estuda apenas corpos celestes.
II ­ A Astronomia é uma ciência natural que estuda apenas os fenômenos que se
originam fora da atmosfera da Terra.
III ­ A Astronomia é uma ciência natural que estuda os corpos celestes e
fenômenos que se originam fora da atmosfera da Terra.
A ­ Apenas a afirmativa I é verdadeira. 
B ­ Apenas a afirmativa II é verdadeira. 
C ­ Apenas a afirmativa III é verdadeira. 
D ­ Todas as afirmativas são verdadeiras 
E ­ Todas as afirmativas são falsas. 
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