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FATEC-ZS 1 Mobile Computing -GPS (Global Positioning System) em rastreamento de veículos Prof. Edson Ceroni.

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1 FATEC-ZS 1 Mobile Computing -GPS (Global Positioning System) em rastreamento de veículos Prof. Edson Ceroni

2 FATEC-ZS 2 01 GPS 02 Rastreamento de veículos 03 Modelos / fornecedores de serviços 04 Pontos fracos / fortes e dificuldades Índice

3 FATEC-ZS 3 HISTÓRIA R Á DIO-NAVEGA Ç ÃO 1912 at é II Grande Guerra - equipamento para r á dio-navega ç ão - uso de sinais de r á dio para determinar a posi ç ão (sem muita precisão) II Grande Guerra - desenvolvimento do RADAR – Radio Detection And Ranging - capacidade de medir lapsos de tempo entre emissão/recep ç ão de ondas de r á dio. D é cadas de 60 e 70 - utiliza ç ão de sat é lites artificiais introduziu novos sistemas de navega ç ão (TRANSIT, TIMATION, SYSTEM 621B, NTS) - resolveram alguns desses problemas

4 FATEC-ZS 4 FUNCIONAMENTO RADAR Determina ç ão da posi ç ão - mede-se o lapso de tempo dos sinais provenientes de locais conhecidos. Sinais de r á dio são emitidos de transmissores exatamente ao mesmo tempo e com mesma velocidade de propaga ç ão. O receptor localizado entre os transmissores detecta qual sinal chega primeiro e o tempo at é a chegada do segundo sinal. Se o operador conhece as exatas localizações dos transmissores, a velocidade das ondas de rádio e o lapso de tempo entre os dois sinais, ele pode calcular sua localização em uma dimensão Se usarmos três transmissores, podemos obter uma posição bi-dimensional, em latitude e longitude.

5 FATEC-ZS 5 OBJETIVOS Os principais objetivos do GPS são: a. Auxíliar a rádio-navegação em três dimensões com elevada precisão nos cálculos de posição. b. Permite navegação em tempo real; c. Provê comunicação com alta imunidade a interferências; d. Permitir comunicação cobertura global, 24 horas por dia; e. Efetuar rápida obtenção das informações transmitidas pelos satélites.

6 FATEC-ZS 6 Atendimento Via Satélite

7 FATEC-ZS 7 FUNCIONAMENTO Sistema declarado totalmente operacional em l995 Custo - 10 bilhões de d ó lares 24 sat é lites que orbitam a terra a km duas vezes por dia e emitem simultaneamente sinais de r á dio codificados, sendo a sua pior precisão 15 metros; a melhor, 1 metro. Utiliza ç ão de rel ó gios atômicos de alt í ssima precisão. Militares americanos implantaram duas op ç ões de precisão: para usu á rios autorizados (eles mesmos) e usu á rios não-autorizados (civis). Os receptores GPS de uso militar têm precisão de 1 metro e os de uso civil, de 15 a 100 metros.

8 FATEC-ZS 8 Espectro de onda

9 FATEC-ZS 9 GPS Como outros sistemas de r á dio-navega ç ão, todos os sat é lites enviam seus sinais de r á dio exatamente ao mesmo tempo, permitindo ao receptor avaliar o lapso entre emissão/recep ç ão. A hora-padrão GPS é passada para o receptor do usu á rio. É a referência de tempo mais est á vel e exata jamais desenvolvida. GPS emite sinais de r á dio especialmente codificados os quais quando processados pelo receptor GPS permitem o c á lculo de sua posi ç ão, velocidade e tempo.

10 FATEC-ZS 10 O receptor tem que reconhecer as localiza ç ões dos sat é lites. Uma lista de posi ç ões, conhecida como almanaque, é transmitida de cada sat é lite para os receptores. Controles em terra rastreiam os sat é lites e mant é m seus almanaques acurados. O sistema é composto por três seguimentos: Segmento Espacial (Sat é lites), Segmento de Controle (Departamento de Defesa, USA) e Segmento do Usu á rio. GPS

11 FATEC-ZS 11 Posicionamento Troposfera Ionosfera

12 FATEC-ZS 12 Segmento Espacial O Segmento Espacial consiste de sat é lites GPS chamados de SV (Space Vehicles) - constela ç ão padrão - 24 sat é lites orbitando a terra.. Altitude – permite que a ó rbita do sat é lite repita a mesma cobertura na terra a cada 24 horas (4 minutos mais cedo a cada dia) A constela ç ão permite ao usu á rio a visibilidade de 5 a 8 SV em qualquer ponto da terra

13 FATEC-ZS 13 Segmento de Controle Formado por estações de rastreamento de satélite localizadas em pontos específicos do globo. Controle central - Base de Schriever da Força Aérea Americana no Colorado. As estações de monitoramento medem o sinal transmitido pelos SV e calculam o ephemeris (informação precisa sobre a órbita do satélite) e correções do relógio (clock) para cada SV.

14 FATEC-ZS 14 Segmento de Controle

15 FATEC-ZS 15 Segmento do Usu á rio O segmento do usu á rio é formado pelos receptores GPS (m ó veis em geral) e pela comunidade de usu á rios GPS que utiliza o sistema para localiza ç ão, navega ç ão, topografia, etc.

16 FATEC-ZS 16 Sinal do satélite GPS O SV transmite em duas frequências (microwave carrier phase): L1 e L2 Carrier Phase L1: Frequência: 1579,42 MHz contém: Mensagem de navegação (ephemeris) Código SPS (código C/A, Coarse/Aquisition) Carrier Phase L2: Frequência: 1227,60 MHz Utilizado para calcular o retardamento devido a ionosfera pelos equipamentos dotados de capacidade para PPS. Não sofre efeito da ionosfera.

17 FATEC-ZS 17 DADOS DO GPS A mensagem de navegação do GPS consiste de dados na forma binária transmitidos a um certo sequênciamento temporal que marca o tempo de transmissão de cada sub-frame (grupamento de dados). A frame consiste de 1500 bits divididos em cinco subframes de 300 bits cada. Um frame de dados é transmitido em 30 segundos (seis segundos por subframe).

18 FATEC-ZS 18 ASPECTOS TÉCNICOS DO GPS RASTREAMENTO DOS SATÉLITES Um receptor rastreia um satélite pela recepção de seu sinal. Quatro satélites são necessários para obtenção de uma posição fixa tridimensional - desejável - mais de quatro satélites simultaneamente. Devido ao deslocamento, o sinal de algum satélite pode ser bloqueado por algum obstáculo, restando satélites suficientes para orientá-lo. A maioria dos receptores rastreia de 8 a 12 satélites ao mesmo tempo.

19 FATEC-ZS 19 ASPECTOS TÉCNICOS DO GPS RASTREAMENTO DOS SATÉLITES Um receptor não é melhor que outro por rastrear mais satélites. Rastrear satélites significa conhecer suas posições. Não significa que o sinal daquele satélite está sendo usado no cálculo da posição. Muitos receptores calculam a posição com quatro satélites e usam os sinais do quinto para verificar se o cálculo está correto.

20 FATEC-ZS 20 GEOMETRIA DOS SATÉLITES ‘ Se um receptor GPS estiver localizado sob 4 satélites e todos estiverem na mesma região do céu, sua geometria é pobre. O receptor pode não ser capaz de se localizar, pois todas as medidas de distância provém da mesma direção geral. Triangulação pobre e a área comum da intersecção das medidas é muito grande (isto é, a área onde o receptor busca sua posição cobre um grande espaço) - mesmo que o receptor mostre uma posição, a precisão não é boa.

21 FATEC-ZS 21 RASTREAMENTO DE VE Í CULOS O surgimento de várias empresas que comercializam sistemas de rastreamento de frotas utilizando satélite se deve a um simples fato: o aumento ano após ano do número de ocorrências envolvendo roubos de cargas. Caminhões rastreados por satélite -> Necessidade diante de furtos Antes o volume de cargas transportadas era pequeno, comparado aos níveis atuais e os perigos que rondavam as estradas eram outros.

22 FATEC-ZS 22 RASTREAMENTO DE VE Í CULOS O crescimento da indústria de roubo de cargas aumentou com o passar do tempo e o crescimento do valor agregado transportado, o que elevou muito o prejuízo dos transportadores e embarcadores - principal alavanca que acelerou o crescimento da indústria de rastreamento de veículos de carga por meio de satélite. Uma das primeiras empresas a iniciar este tipo de serviço no País foi a Autotrac, no início de 1994.

23 FATEC-ZS 23 EXEMPLOS Controlsat - Grupo Schahin - possui produtos para o setor - Controlcel, um sistema de gerenciamento de frotas e de veículos para cidades. Combat Tecnologia em Segurança - dispõe de tecnologia de ponta, produtos voltados para o mercado de rastreamento: HF Codan - Rastreamento e Comunicação em Longas Distâncias e o Micro Transmissor - sistema portátil para localização de cargas roubadas. Ariasat Orbcomm - possui sistema que proporciona a transmissão de dados bidirecional para o gerenciamento e segurança de frotas.

24 FATEC-ZS 24 EXEMPLOS Permite a troca instantânea de mensagens entre os veículos e suas bases de operação, possibilitando uma comunicação eficiente e sigilosa entre as partes e a automação das atividades de campo. Transmissão os dados sobre localização (informados elo GPS), segurança e de comunicação para o satélite BrasilSAT, que os retransmite para a Central de gerenciamento da Autotrac, tornando-os disponíveis para o cliente com total sigilo. O caminho inverso da comunicação é possível pois o sistema é bidirecional.

25 FATEC-ZS 25 Canal exclusivo no satélite de comunicação BrasilSAT - através deste canal ou transponder, as mensagens do sistema são transmitidas, o que garante o diferencial em desempenho, velocidade e de sua extensa área de cobertura. A utilização deste transponder, agrega uma série de vantagens para os usuários finais. EXEMPLOS

26 FATEC-ZS 26 Modelos de receptores

27 FATEC-ZS 27 Pontos Fracos no modelo de negócio Custo inicial de aquisição de HW/SW Baixa participação de mercado (market share)

28 FATEC-ZS 28 Principais provedores de serviços de Satélite Hughes Telesphazio

29 FATEC-ZS 29 Alta Disponibili- dade Pontos fortes e vantagens competitivas Cobertura Global Aumento de demanda Tecnologia estável Embarcado em novos veículos

30 FATEC-ZS 30 Outras duvidas ? MSN: MSN:


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