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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS CAMPUS CATALÃO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL - DECIV Karen Campos Rodrigues REVISÃO BIBLIOGRÁFICA DOS SISTEMAS DE POSICIONAMENTO GLONASS, GALILEO E COMPASS CATALÃO, GO MAIO/2014 Karen Campos Rodrigues REVISÃO BIBLIOGRÁFICA DOS SISTEMAS DE POSICIONAMENTO GLONASS, GALILEO E COMPASS JOANA TÁBATA Professora CATALÃO, GO MAIO/2014 Trabalho apresentado como requisito parcial à Universidade Federal de Goiás – Campus Catalão para obtenção de nota na disciplina de Geodésia ministrada pela professora Joana Tábata, no curso de Graduação em Engenharia Civil. SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 3 2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ................................................................................ 4 2.1. GLONASS .......................................................................................................... 4 2.2 GALILEO ............................................................................................................ 5 2.3 COMPASS ........................................................................................................... 6 3 CONCLUSÕES ....................................................................................................... 7 REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 8 3 1 INTRODUÇÃO A questão do posicionamento sempre esteve presente na história da humanidade, seja na época das grandes navegações, seja na época das grandes guerras. O homem sempre esteve interessado em saber onde estava; inicialmente restrita à vizinhança imediata de seu lar, mais tarde a curiosidade ampliou-se para os locais de comércio e, por fim, com o desenvolvimento da navegação marítima alcançou o mundo todo. (MONICO, 2000) No passado recente deter a tecnologia capaz de determinar o posicionamento de submarinos, aviões e mísseis tornou-se fator diferencial entre as grandes potências mundiais da época da Guerra Fria. Dessa forma, os sistemas de posicionamento via satélite surgiram com a finalidade de uso militar, e posteriormente, civil. O sistema de posicionamento mais conhecido é o GPS (Sistema de Posicionamento Global), desenvolvido pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos. Apesar do GPS ser o mais difundido e utilizado, existem outros sistemas de posicionamento utilizados ou em desenvolvimento. Dessa forma, o presente trabalho tem por finalidade discorrer sobre os sistemas de posicionamento COMPASS, Galileo e Compass. Expondo suas características e modo de funcionamento. 4 2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA A seguir será feita uma breve revisão bibliográfica dos sistemas de posicionamento GLONASS, Galileo e Compass. 2.1. GLONASS O GLONASS (Sistema de Navegação Global por Satélites) foi criado durante a Guerra Fria na antiga União Soviética (URSS), atual Rússia. Assim como o GPS, o GLONASS foi criado para fins de posicionamento militar, uma vez que as duas potências mundiais, URSS E EUA encontravam-se na corrida armamentista e neste caso, também uma corrida espacial. Teve seu desenvolvimento iniciado em 1976 e só foi completamente estabelecido no ano de 2011, quando foi completado o número de satélites suficientes para que se obtivesse uma cobertura global. O primeiro satélite do sistema foi lançado em 1982, e em 1998 foi disponibilizado à todos o uso livre de sinais GLONASS. Segundo Santos et al (2011) o GLONASS teve seu cronograma de implantação bastante atrasado pois com a dissolução do império soviético os recursos destinados à ele reduziram-se drasticamente. Na Figura 1 é possível notar a evolução anual do número de satélites do sistema. Figura 1 – Evolução do número de satélites GLONASS por ano. Fonte: VAZ et al (2013) apud URLICHICH et al (2011) 5 A recuperação econômica da Rússia fez com que a modernização do sistema fosse transformada em prioridade, sendo lançados satélites da segunda e terceira geração GLONASS, que dentre várias inovações possuem uma maior vida útil. Assim como no GPS, este sistema é composto pelos segmentos espacial, usuário e controle. O segmento espacial é composto por uma constelação de 24 satélites em Média Órbita Terrestre, distribuídos em três planos orbitais que estão separados em 120º, com uma inclinação de 64,8º em relação ao plano do Equador e se situam a uma altitude média de 19100 km. No segmento do usuário têm-se os receptores GLONASS, que calculam a velocidade, tempo e posição na superfície terrestre através dos satélites GLONASS. Para calcular a posição são necessários 4 satélites, 3 para as coordenadas x, y e z, e 1 para sincronizar o tempo. O sistema de tempo no GLONASS baseia-se em relógios de hidrogênio, e o sistema de coordenadas utilizado é o PZ-90, até 1993 era utilizado o SGS85. O PZ-90 foi desenvolvido na Rússia, possui seu centro de massa localizado no centro de massa da Terra, e seus eixos ortogonais são o x, y e z. 2.2 Galileo Segundo Guimarães (2008), o sistema Galileo (European Global Navigation Satellite System) é um sistema de posicionamento e navegação global que irá providenciar aos seus usuários serviços de posicionamento geográfico à escala global. Diferentemente do GLONASS, o Galileo foi desenvolvido para uso civil, disponibilizando diversos serviços para uso global. É composto pelos segmentos espacial e terrestre. O segmento espacial será constituído por uma constelação de 30 satélites ao redor da Terra, sendo que desses 27 serão operacionais e 3 serão usados em casos de falhas, garantindo a qualidade do serviço. Estão previstas 3 órbitas circulares para os satélites, com uma altitude de 23222 km e inclinação de 56º em relação ao plano equatorial. Em 2005 e 2007 foram lançados os dois primeiros satélites, GIOVE-A e GIOVE-B, e em 2011 foram lançados dois satélites IOV. O elipsoide de referência deste sistema é o GTRF (Galileo Terrrestrial Reference Frame). O segmento terrestre diz respeito à toda infraestrutura terrestre para computação dos dados recebidos e para comunicação com a constelação. 6 Sua origem remonta ao fato de o governo americano não permitir que outros países participem conjuntamente do controle de configuração básica do GPS, assim, a União Europeia recomendou o desenvolvimento de um sistema de posicionamento europeu. Ainda não se encontra em pleno funcionamento, está progredindo entre a fase de desenvolvimento e a de implantação final. De acordo com Monico (2000) o Galileo irá oferecer três tipos de serviços Serviço de Acesso Aberto (OAS): serviço básico oferecido ao público, sem custos diretos; Serviço de Acesso Controlado (CAS1): para usuários que exigem um serviço garantido e com contrato de responsabilidade. Será cobrada uma taxa dos usuários que o utilizarem. Serviço de Acesso Controlado (CAS2): para uso militar e aplicações críticas em segurança. 2.3 COMPASS O Compass/Beidou (China’s Compass Navigation Satellite System – CNSS) é um sistema de posicionamento que está sendo desenvolvido pelo exército Chinês, para uso civil e militar. Começou com a ideia de umserviço regional e se expandiu para um serviço global. Fornecerá um serviço aberto e um autorizado para posicionamento, velocidade e serviço de comunicação. O projeto está dividido em 3 fases: a primeira para demonstração do sistema Beidou, a segunda para prover o serviço regionalmente e a terceira para tornar o serviço global. A última fase está prevista para entrar em operação até 2020. Adota como sistema de referência o CGCS2000 (China Geodetic Coordinate System 2000). A sua constelação irá contar com 30 satélites não geoestacionários e 5 satélites geoestacionários, totalizando assim 35 satélites. A altitude dos satélites irá variar de 21500 a 24100 km, e a inclinação será de 55º. O sistema prevê a adoção de 3 planos orbitais. 7 3 CONCLUSÕES Dentre os vários motivos que podem levar determinada nação a implantar um sistema próprio de posicionamento nós temos que o principal é o político. O início do desenvolvimento dessa tecnologia ocorreu durante a Guerra Fria, onde os países buscavam maior precisão na forma de posicionamento, para obter vantagem sobre seus adversários. Desta forma surgiu o GPS e o COMPASS, sendo que posteriormente o uso destes sistemas foi aberto para a população civil. A economia e história da antiga União Soviética levaram ao atraso na implementação do COMPASS. Posteriormente foram projetados e implementados novos sistemas como o Galileo e o Compass. Cada sistema tem suas características específicas, como o elipsoide de revolução adotado, o número de satélites que formam a constelação, a inclinação em relação ao plano do equador, a quantidade de planos orbitais e a velocidade de implementação. Com este trabalho foi possível compreender o método de funcionamento e principais características dos três sistemas de posicionamento abordados. 8 REFERÊNCIAS GUIMARÃES, I. D. O. Aplicações de Sistemas Operativos de Tempo Real no Sistema Galileo. Universidade de Lisboa. Mestrado em Engenharia Informática, 2008. Disponível em < http://repositorio.ul.pt/bitstream/10451/5277/1/ulfc055967_tm_Ivo_Guimaraes.pdf>. Acesso em 19 de maio de 2014. MONICO, J. F. G. Posicionamento pelo NAVSTAR-GPS: descrição, fundamentos e aplicações. São Paulo: Editora UNESP, 2000. SANTOS, M. C. dos; FERREIRA, L. D. D.; LAGO, I. F. do; FILHO, P. M. Integração entre GPS e GLONASS. Boletim de Ciências Geodésicas. Curitiba, v.6, n.2, p.15-24, 2001. Disponível em <http://ojs.c3sl.ufpr.br/ojs/index.php/bcg/article/viewArticle/1360>. Acesso em 18 de maio de 2014. VAZ, J. A.; PISSARDINI, R. de S.; JUNIOR, E. S. da F. Comparação da cobertura e acurácia entre os sistemas GLONASS e GPS obtidas dos dados de observação de uma estação da rede brasileira de monitoramento contínuo. Revista Brasileira de Cartografia. n.65, p.529-539, 2013. Disponível em <http://www.lsie.unb.br/rbc/index.php/rbc/article/download/598/581> Acesso em 18 de maio de 2014.