GPS – Sistema de Posicionamento Global · − atrasos da propagação do sinal na ionosfera e na...
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Organização Inicial do Teatro de Operações
GPS – Sistema dePosicionamento Global
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GPS – Sistema de Posicionamento Global
T E M A S
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• O que é o sistema GPS?• Outros sistemas;• Componentes genéricos do sistema GPS;
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• Interferências no sinal/erros;• Utilização de um GPS (utilizador):
• Aplicações práticas do GPS;• Tratamento da informação dada pelo GPS;• Utilização prática de um GPS: GPSmap 60CSx (Garmin);
No final da unidade de formação os formandos deverão estaraptos a utilizar o equipamento do utilizador de GPS indicadopara a formação.
Objectivo geral
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• O GPS é um sistema de navegação(posicionamento geográfico) baseadonuma rede inicial de 24 satélites, sendoque dão uma volta à Terra em cada 12horas;
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horas;
• O primeiro satélite GPS surgiu em 1978 ea constelação de 24 satélites ficoucompleta em 1994;
• Deverá permitir que um utilizador,completamente isolado, determine comrapidez e precisão a sua posição.
O Sistema de Posicionamento Global é um SistemaGlobal de Navegação por Satélites - Global Navigation
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g ç p gSatellite System (GNSS) - desenvolvido peloDepartamento de Defesa dos Estados Unidos. O seunome oficial NAVSTAR GPS.
• Em cada satélite existe um relógio atómico de elevadaprecisão que é emitido;
• A velocidade de propagação é constante, o que permitedeterminar o tempo de propagação do sinal e porconseguinte a distância;
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• Usam-se técnicas de triangulação para determinar anossa localização;
• São necessários pelo menos 4 satélites visíveis porquetemos 4 incógnitas: x, y, z e precisão do relógio local, ouseja, 3 para calcular as coordenadas e 1 para corrigir aestimati a de distância
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estimativa de distância;• No total são 27 satélites (24 + 3 reserva) em órbitas
circulares de 12h (altitude de 20183Km);
A constelação de satélites transmite sinais precisos quepermite aos receptores de GPS determinar a sualocalização, o tempo e a sua velocidade.
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• GLONASS – “GPS Russo”• Precisão: 60 m (uso civil)• Funciona melhor que o GPS a Latitudes > 50ºN
• EGNOS – sistema europeu de correcção de GPS
Outros sistemas
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• Operacional em 2005• Precisão: 5 m
• GALILEO – “GPS Europeu”• Operacional em 2008 (?)• Precisão: 2 m
• Permite p. ex. sistemas de navegação automática
• COMPASS – Chinês (após 2008 – funcionamento parcial)
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• O sistema GPS é composto por três elementosgenéricos:
− segmento espacial;
− segmento de controlo;
Componentes genéricos do sistema GPS
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− segmento de utilizador.
• O segmento espacial: é constituídopor todos os satélites do sistema queestejam em órbita, incluindo tantoaqueles que se encontram emoperação efectiva como os que se
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operação efectiva como os que sedestinam a suprir eventuais avarias eainda os que se encontremdesactivados mas ainda no espaço.
• O segmento de controlo: é composto por uma estaçãode controlo principal localizada no Colorado (E.U.A.) epor cinco outras estações de monitorização distribuídasestrategicamente pelo globo. Para além destasestações existem três antenas terrestres colocadas de
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modo aproximadamente equidistante sobre o equador.
Na eventualidade de alguma catástrofe, estão permanentemente emestado de imediata entrada ao serviço duas estações de controlo principalredundantes, ambas localizadas nos E.U.A., uma na Califórnia e a outra noMaryland.
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• O segmento de utilizador: são os equipamentos deGPS que em condições de funcionamento utilizam osistema.
• Os equipamentos de GPS podem ser:
Componentes genéricos do sistema GPS
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q p p
− Equipamentos fixos;
− Equipamentos móveis (a maioria).
• O segmento de utilizador:
− Equipamentos fixos: são colocados em pontoscujas coordenadas são conhecidas com elevadograu de precisão e destinam se ao cálculo de
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grau de precisão e destinam-se ao cálculo decorrecções que permitem aumentar grandemente aprecisão das coordenadas calculadas por outrosequipamentos GPS.
• O segmento de utilizador:
− Equipamentos móveis: são utilizados no terreno nastarefas de navegação, levantamento e deimplantação
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implantação.
− O processo de identificação de um ponto receptor apartir de sinais de satélite é o que caracteriza oGPS. O receptor capta os sinais de quatro satélitespara determinar as suas próprias coordenadas, eainda o tempo.
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• O segmento de utilizador:
− Receptores GPS vêm numa variedade de formatos, dedispositivos integrados dentro de carros, telefones, e relógios, adispositivos dedicados somente ao GPS (marcas como Trimble,Garmin, Leica, Magellan…)
Componentes genéricos do sistema GPS
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• O nível de precisão do sistema GPS depende dotipo de equipamento mas também de outrosfactores como:
− atrasos da propagação do sinal na ionosfera e natroposfera;
Interferências no sinal/ erros
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− perturbações na progressão do sinal, causadas poredifícios, escarpas rochosas, …;
− desajustes nos relógios dos receptores GPS;− erros de órbita, dos próprios satélites;
− número de satélites “visíveis” pelo receptor;
− posição dos satélites no espaço;
− …
Aplicações práticas do GPS
• Levantamentos:
− marcação de pontos (tanques de água, início dosincêndios, locais de ocorrências, heliportos,
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incêndios, locais de ocorrências, heliportos,helipistas, casas, …)
− marcação de linhas (estradas, caminhos, aceiros,arrifes, pistas, …)
− marcação de polígonos (delimitação e cálculoáreas, …)
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Aplicações práticas do GPS
• Aviação geral e comercial;
• Navegação marítima;
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• Navegação marítima;
• Navegação terrestre
Aplicações práticas do GPS• Orientação:
− orientação em relação ao Norte;
− rumo: localização de um ponto/ destino;
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u o oca ação de u po o/ des o;
− velocidade de deslocação;
− estimativas da hora de chegada a um destino;
− …
• Medição de tempos;
• Transformação de coordenadas;
• …
Ligação a Sistemas de Informação Geográfica• Indicação de pontos de interesse próximos;
• Direcções para chegar a um destino
Tratamento da informação dada pelo GPS
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• Direcções para chegar a um destino
Tendo em conta por exemplo os sentidos de trânsitopossíveis dentro de uma cidade
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Garmin - GPSmap 60CSx
Nas sessões práticas, antes de iniciar a marcação de pontos e delinhas, ou seja, antes de iniciar os levantamentos, deverá:
• Verificar se tem energia (pilhas ou bateria);
• Ligar o GPS e aguardar a captação de sinal de satélite (mínimo 4
Utilização prática de um GPS
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ga o G S e agua da a cap ação de s a de sa é e ( osinais de satélites completos);
• Calibrar a bússola, nos GPS em que seja necessário, sempre quemude de pilhas;
• Manter o GPS na posição vertical, dado que tem uma antena atravésda qual faz a recepção do sinal de satélite;
• Configurar o GPS no MENU, definindo o tipo de coordenada quepretende utilizar (geográfica, UTM ou outra), o Datum (Europeu 1950,WGS84, ou outro), unidades (métricas, ou outras), ...
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Verifique se tem cordão,que deve utilizar no pulsopara evitar que o GPSpossa cair.
Ligue o GPS (tambémdesliga neste botão)
Utilização prática de um GPS
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Verifique as pilhas
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Verifique as funcionalidades ao seu dispor no receptor GPS
Utilização prática de um GPS
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O GPS tem diversas funções e várias páginas que poderáexplorar!
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IN/ OUT: é um zoom quando estiver na página de mapa;
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PAGE: mudar de página(para a frente); no casode querer voltar à páginaanterior seleccioneQUIT;
FIND: encontrar umponto; marcar umrumo;
MARK: marcar um ponto;
QUIT: sair de; voltar atrás;
ENTER: seleccionar algo; OK
Garmin - GPSmap 60CSx
• Mude de página (PAGE) até encontrar o MENU PRINCIPAL;
• Vamos configurar as DEFINIÇÕES do GPS;
• Para isso seleccione DEFINIÇÕES (e botão ENTER);
• Já nas definições seleccione SEQUÊNCIA DE PÁGINA. Aqui vai seleccionar as páginas que pretende visualizar no GPS
Utilização prática de um GPS
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as páginas que pretende visualizar no GPS
Garmin - GPSmap 60CSx • Dentro da sequência de página:
− experimente a adicionar todas as páginas e verifique o que sucede;
− experimente “APGR TUDO” e verifique o que sucede;
− insira agora página a página as que se mostram abaixo fazendo ADICIONAR PÁGINA e seguindo a sequência que se mostra;
Utilização prática de um GPS
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g q q ;
Ficou para já com todas as páginas necessárias para a formação!
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• Continuando a configurar as DEFINIÇÕES do GPS:
• Nas DEFINIÇÕES UNIDADES, defina o tipo de coordenada e asunidades com que pretende trabalhar. Por exemplo, com os meios aéreosserá/poderá ser coordenada Geográfica (_º _’ _’’N _º _’ __’’W) DatumWGS84;
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WGS84;
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• Para provas de orientação, levantamento de pontos, deveráverificar a coordenada das Cartas Militares com que está atrabalhar. Por exemplo, coordenada UTM Datum Europeu de 1950(azul na carta militar 1:25000)
Utilização prática de um GPS
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Garmin - GPSmap 60CSx • Percorra as diversas páginas do GPS seleccionando a tecla PAGE;
• Cada página pode ser configurada em termos de visualização doecrã da forma que se pretende. Para isso, na página em quepretende visualizar outros dados (no exemplo é a página de satélite)clique no BOTÃO MENU e depois em ALTERAR CAMPOS DEDADOS depois selecciona os dados que pretende visualizar
Utilização prática de um GPS
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DADOS, depois selecciona os dados que pretende visualizar.
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• Deve também, no MENU PRINCIPAL DEFINIÇÕESCALIBRAÇÃO, calibrar a bússola;
• Ou então, vai à página da BÚSSOLA selecciona botão de MENUCALIBRAR BÚSSOLA
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Nota: recorde que é o botão ENTR que lhe permite seleccionar os dados, as letras, osnúmeros. Sempre que pretende efectuar uma operação seleccione ENTR
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• Analise as diversas páginas existentes (PAGE) a partir do menuprincipal
Utilização prática de um GPS
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• Verifique a página de marcação de um ponto. Para talseleccione a tecla MARK.
• Sempre que pretende marcar um ponto deverá:Ter sinal de satélite (mínimo 4): para tal não poderá estar dentro
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Ter sinal de satélite (mínimo 4): para tal não poderá estar dentrode um espaço fechado como uma sala de formação. Deverá ir parao exterior e procurar locais abertos, isto é, que não tenham ainterferência de construções, copas de árvores muitodensas…espaços amplos e abertos são bons locais para treinar.
Seleccione o símbolo (no canto superior esquerdo) que pretendepara o seu ponto;
Seleccione um nome para o ponto (habitue-se desde o início aorganizar a sua informação);
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• Os pontos marcados poderão ser encontrados daseguinte forma:
Seleccione FIND PONTOS
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Desta mesma forma poderá tirar o rumo entredois pontos.
Tenha em atenção que existem muitas funçõese campos no GPS que só serão executadas oupreenchidos quando o GPS tiver sinal de satélitesuficiente e se vocês se encontrar emmovimento além de que o GPS deverá teralimentação suficiente (pilhas com carga).
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• Cálculo de áreasSeleccione PAGE até encontrar a página CÁLCULODE ÁREAS
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Para a determinação de uma área deve iniciar amarcação do perímetro no mesmo ponto ondeterminará a marcação.
Colocando-se no ponto onde pretende iniciar o cálculo,deve seleccionar na página INICIAR, começando adeslocar-se até terminar no mesmo local. Ao terminarselecciona PARAR.
Garmin - GPSmap 60CSx • Cálculo de áreasColocando-se no ponto onde pretende iniciar o cálculo, deveseleccionar INICIAR, na página de cálculo de áreas;
Deve depois deslocar-se, percorrendo todo o perímetro (porexemplo de uma área ardida) Deve terminar no local onde iniciou
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exemplo de uma área ardida). Deve terminar no local onde inicioua prova.
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Garmin - GPSmap 60CSx • Cálculo de áreas
− Ao terminar selecciona PARAR;
− GRAVE a área na unidade mais
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GRAVE a área na unidade maisconveniente (m2, ha,…);
− Pode mudar a cor do perímetro;
− O trabalho que realizou, ou seja, olevantamento do perímetro e cálculoda área ardida, fica guardado napágina de TRAJECTOS.
http://www.cienciaviva.pt/latlong/anterior/gps.asp
http://en.wikipedia.org/wiki/Global_Positioning_System
htt // 8 i / b tGPS/ l ht l
Sítios de pesquisa com interesse
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http://www8.garmin.com/aboutGPS/manual.html
http://pt.wikipedia.org/wiki/GPS
http://profs.ccems.pt/PauloPortugal/CFQ/Atmosfera/Composio_Atmosfera.html
Revisões
• O que é o sistema GPS?
• Outros sistemas;
• Componentes genéricos do sistema GPS;
• Interferências no sinal/erros;
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• Utilização de um GPS (utilizador):
• Aplicações práticas do GPS;
• Tratamento da informação dada pelo GPS;
• Utilização prática de um GPS: GPSmap 60CSx (Garmin);