Sistemas Globais de Navega

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Sistemas Globais de Navegação por
Satélite(Global Navigation Satellite
Systems)GNSS

• Iana Alexandra Alves Rufino
• iana_alex_at_uol.com.br

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GNSS

• GNSS engloba os sistemas
• GPS (USA)
• GLONASS (Rússia)
• GALILEO (União Européia)
• COMPASS (China)
• IRNSS (Índia).

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GNSS

• o sistema posicionamento global dos Estados
  Unidos NAVSTAR (GPS) é o único GNSS inteiramente
  operacional
• O GLONASS russo é um GNSS em processo de ser
  restaurado
• O sistema GALILEO da União Européia é um GNSS da
  nova geração na fase inicial da distribuição,
  programada para ser operacional em 2010
• A China indicou que pode expandir seu sistema de
  navegação COMPASS (Beidou2), ainda regional, em
  um sistema global
• O IRNSS da Índia, também regional, é programado
  para ser operacional em 2012.

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Sistema de Posicionamento Global GPSGlobal
Positioning System

• Tecnologia que permite a localização espacial em
  qualquer parte da superfície terrestre, através
  da recepção de sinais de rádio enviados por
  satélites (24)
• Desenvolvido pelo Dep. De Defesa dos EUA (1960),
  projeto NAVSTAR.
• Fins militares até 1980 (Ronal Reagan)
• Clinton em 2000 cancelou a disponibilidade
  seletiva (RMS 10 m)

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Generalidades
A utilização de ondas de rádio e satélites
artificiais em navegação teve início na década de
60 com o desenvolvimento do Navy Navigational
Satellite System (NNSS ou TRANSIT)
Em 1973, o U.S. Department of Defense iniciou
um programa para testes e desenvolvimento de um
sistema de posicionamento de alta precisão, o
qual recebeu a denominação de NAVigation System
with Time And Ranging Global Positioning System
(NAVSTAR GPS).
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Generalidades
O sistema NAVSTAR GPS, ao contrário do TRANSIT,
fornece maior precisão nas informações de
navegação e uma cobertura diária contínua, devido
ao grande número de satélites disponíveis.
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GPS Um sistema baseado em princípios globais

• GPS
• -Disponibilidade contínua 24 horas/dia
• -Cobertura Global
• -Lat/Long/Alt/Data-hora
• -Precisão 10 metros
• -Precisão diferencial sub-centimétrica
• -Independente das condições climatológicas

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Por que usar em levantamentos ?
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Segmentos GPS
Pilares do Projeto NAVSTAR GPS
Segmento Espacial
Segmento Controle
Segmento Usuário
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SEGMENTO ESPACIAL
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Segmentos GPS
Segmento do Usuário
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Segmento Espacial

• Operação para colocação de satélites em órbitas

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Segmento Espacial

• gt 24 satélites na constelação
  final
• 6 planos com inclinação 55
• em cada plano 4 satélites
• Órbita muito alta
• 20.183 km, 12.545 milhas
• período aprox. 12 horas
• precisão
• grande autonomia
• cobertura global
• Vida útil 10 anos

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Segmento Espacial

• Inclinação dos planos orbitais dos satélites GPS

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SEGMENTO DE CONTROLE
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Segmento Controle / Monitoramento
Principais objetivos

• Monitorar continuamente o segmento espacial
• Predizer as efemérides dos satélites
• Calcular as correções dos relógios dos satélites
• Atualizar as mensagens de navegação

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Segmento Controle / Monitoramento
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Segmento Controle / Monitoramento
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SEGMENTO USUÁRIO
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Segmento do Usuário

• O GPS fornece dois serviços de posicionamento
• SPS - Standard Positioning Service
• Usuário civil Código utilizado é C/A.
• PPS - Precise Positioning Service
• Usuário militar ou Autorizado Código utilizado
  é P.

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Segmento do Usuário
SPS - Standard Positioning Service
Batimetria Automatizada Georreferenciamen
to de bombas Mapeamento de redes Locação de
barragens Fiscalização de áreas
irrigadas etc
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Segmento do Usuário Usuário civil
Batimetria automatizada
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Segmento do Usuário Usuário civil
Georreferenciamento de moto-bombas
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Segmento do Usuário Usuário civil
Mapeamento de rede de açudes monitorados
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Segmento do Usuário Usuário Autorizados
PPS - Precise Positioning Service Militares
Americanos Serviços Autorizazdos
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Segmento do Usuário Usuário Autorizados
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Segmento do Usuário Usuário Autorizados
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Cálculo da Posição
A função de um receptor GPS é localizar 4 ou mais
desses satélites, determinar a distância para
cada um e utilizar esta informação para deduzir
sua própria posição. Essa operação é baseada em
um princípio matemático simples chamado
trilateração. A trilateração em um espaço
tridimensional pode parecer um pouco complicada,
então começaremos explicando o que é trilateração
bidimensional.
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Cálculo da Posição

• Imagine que você esteja em algum lugar na Paraíba
  e está TOTALMENTE perdido, não tem a menor idéia
  de onde está. Você encontra um morador local
  amigável e pergunta a ele "Onde eu estou?". Ele
  lhe diz "Você está a 61 km de Campina Grande,
  Paraíba".
• Uma ajuda, mas que não é tão útil sozinha. Você
  poderia estar em qualquer lugar ao redor de
  Campina Grande, desde que em um raio de 61 km,
  desta maneira

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Cálculo da Posição
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Cálculo da Posição

• Você pergunta a outra pessoa onde está e ela diz
  "Você está a 58 km de João Pessoa-PB". Agora você
  está chegando a algum lugar se combinar esta
  informação com a informação anterior, você terá
  dois círculos que se cruzam. Agora você sabe que
  tem de estar em uma dessas duas interseções, já
  que está a 70 km de Campina e a 58 km de João
  Pessoa.

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Cálculo da Posição
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Cálculo da Posição

• Se uma terceira pessoa lhe disser que você está a
  27 km de Juripiranga-PB, eliminará uma das
  possibilidades, pois o terceiro círculo irá se
  cruzar somente com um desses pontos. Assim,
  você saberá exatamente onde está Cajá, Paraíba.
• Esse conceito funciona da mesma maneira em
  espaços tridimensionais, mas estamos falando de
  esferas ao invés de círculos. Na seção seguinte,
  veremos esse tipo de trilateração.

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Cálculo da Posição
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Cálculo da posição - Prática

• Distância para um satélite você pode está em
  qualquer ponto de uma esfera.

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Cálculo da posição - Prática

• Uma segunda medição fornece como solução a
  interseção entre duas esferas uma circunferência

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Cálculo da posição - Prática

• Solução adicionando uma 3ª medição dois pontos

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Cálculo da posição - Prática

• A 4ª medição decidirá entre os dois pontos

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FONTES DE ERROS
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Atraso Atmosféricos
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MulticaminhamentoMultipath
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Barreiras naturais
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ERROS DO SISTEMA
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ERROS DO SISTEMA
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Dilution of precision (DOP) Diluição da
precisão - Sistema

• Um indicador da estabilidade na posição
  resultante
• DOP depende da geometria da constelação
• Menor DOP --gt posição mais precisa
• Maior DOP --gt posição menos precisa
• VDOP Relativo a posição vertical
• HDOP Relativo a posição horizontal
• PDOP Relativo ao posicionamento tridimensional

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Diluição da Precisão (DOP)

• geometria dos satélites

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S/A Disponibilidade Seletiva
Durante a fase de implementação do GPS,
esperava-se que a acurácia do posicionamento
utilizando pseudodistâncias a partir do código
C/A fossem da ordem de 400 m. No entanto, testes
realizados mostraram acurácia em torno de 20 a 40
m.
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(No Transcript)
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http//videos.howstuffworks.com/howstuffworks/38-h
ow-gps-works-video.htm