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Uchôa1 GAT NAVSTAR-GPS Prof. Carlos Augusto Uchôa da Silva Universidade Federal do Ceará - UFC Centro de Tecnologia – CT Programa de Mestrado em Engenharia.

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2 Uchôa1 GAT NAVSTAR-GPS Prof. Carlos Augusto Uchôa da Silva Universidade Federal do Ceará - UFC Centro de Tecnologia – CT Programa de Mestrado em Engenharia de Transportes - PETRAN

3 Uchôa2 GNSS ( Global Navigation Satelitte System) GNSS-1:Ampliação do GPS e GLONASS, além de componentes como WAAS (US Wide Area Augmentation System) e o EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) ; GNSS-2: Implantação do GALILEO e modernização do GPS

4 Uchôa3 GLONASS Glonass is a Soviet space-based navigation system comparable to the American GPS system. The operational system contains 21 satellites in 3 orbital planes, with 3 on- orbit spares. Glonass provides 100 meters accuracy with its C/A (deliberately degraded) signals and meter accuracy with its P (military) signalsGPS Global'naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema Global Navigation Satellite System

5 Uchôa4 GALILEO Galileo will be Europes own global navigation satellite system, providing a highly accurate, guaranteed global positioning service under civilian control. It will be inter-operable with GPS and GLONASS, the two other global satellite navigation systems. The fully deployed Galileo system consists of 30 satellites (27 operational + 3 active spares), positioned in three circular Medium Earth Orbit (MEO) planes at km altitude above the Earth, and with each orbital plane inclined at 56 degrees to the equatorial plane. 13 January 2006 ESA PR After the successful launch of the GIOVE-A satellite on 28 December 2005 and the acquisition of the first 'Galileo' signal on 12 January 2006, Galileo_Launch/SEMAOAMZ CIE_0.html

6 Uchôa5 Atenção!!! Fique esperto... NAVSTAR-GPS é uma sigla em inglês que identifica um Sistema de Posicionamento Global que possibilita a Navegação por Satélites através do uso de tempo e/ou distâncias. Apenas GPS para os mais íntimos.

7 Uchôa6 Uma busca muito antiga! Desde que o Homem tornou- se um ser bípede e começou a vagar sobre a terra, ele busca uma forma de representar esse deslocamento, seu caminho, sua trajetória e os lugares por onde passa de forma simples. Este é o problema básico, e que realmente deu e até hoje ainda dá muito trabalho ao Homem. Os primeiros viajantes, provavelmente levavam pilhas de pedras para marcar o caminho, mas isso dava certo apenas ao redor de seu próprio acampamento, o que acontecia quando nevava ou chovia e as marcas eram arrastadas ou encobertas?

8 Uchôa7 O que é GPS? Quando o Homem começou a explorar os oceanos, o problema ficou ainda pior. Não havia como colocar marcas de pedra e nem marcas terrestres para referência. A única coisa com que se podia contar, eram as estrelas. Infelizmente, as estrelas estão muito distante e independente de onde se olhe, é praticamente a mesma coisa. Assim, o único jeito é fazer medidas muito cuidadosas, e obviamente à noite e em noites de céu limpo.

9 Uchôa8 E na água? O Homem moderno com todas as suas engenhocas eletrônicas tem tentado conseguir que novos sistemas, mas até estes tem seus problemas. Se você for um marinheiro, certamente já ouviu falar de LORAN e DECCA. Eles são sistemas que funcionam bem no litoral, onde existem cadeias de estações LORAN e DECCA. Até mesmo com os melhores instrumentos de navegação celestial, pode-se determinar a posição apenas de forma aproximada ( 1800 m), o que não era aceitável, principalmente quando se está tentando encontrar um porto à noite.

10 Uchôa9 Ocorre que esses sistemas não cobrem o resto da terra e ainda sofrem variação na exatidão do posicionamento dependendo de interferências elétricas e variações geográficas. Um outro sistema que usava satélites como o GPS é TRANSIT. Digamos que o sistema TRANSIT ou SAT-NAV como também era conhecido, foi o antecessor direto do sistema GPS. Resolvemos o problema então?

11 Uchôa10 Finalmente, o DoD, Departamento de Defesa americano, desenvolveu um sistema que realmente funciona bem, o GPS. Baseado em uma constelação de 24 (28) satélites artificiais que orbitam a Terra. Talvez possamos chamá-los de estrelas feitas pelo Homem para substituir as estrelas inicialmente usadas na navegação.Custo de implantação: U$$ 12 billion Ufa!! O GPS

12 Uchôa11 GPS Km Os satélites GPS estão alto o bastante para evitar os problemas encontrados pelos sistemas terrestres de posicionamento; Acurácia suficiente para posicionamento pontual; Disponibilidade 24 horas por dia; Atualmente, pode conseguir precisões de cerca de 10 m (modo absoluto) e até poucos mm (modo relativo fase).

13 Uchôa12 Agora sim!! Transporte; Veículos autônomos; Segurança; Monitorização de transporte (aréo, terrestre e marítimo); Geodésia; Topografia (cadastro urbano e rural); Sistemas de informações Geográficas; Controle ambiental (queimadas, desmatamento, demarcação de áreas indígenas e parques); Controle de deslocamento de grandes estruturas; Sensoriamento Remoto e Fotogrametria e outros. ( X, Y, Z ) (,, h ) ( N, E, h )

14 Uchôa13 Origem... De onde saiu isso? NAVSTAR-GPS (NAVigation Satellite with Timing And Ranging – Global Positioning System); Surgiu da união dos programas militares TIMATION (Marinha) e 621B(Aeronáutica); Controlado pelo Departamento de Defesa Americano (DOD); Lançamento do primeiro satélite em 1978 (bloco I), hoje tem também satélites dos blocos II, IIA e IIR. Em breve, possivelmente em 2005 será lançada uma nova geração de satélites bloco IIF (L5?).

15 Uchôa14 O sistema TRANSIT O GPS foi desenvolvido para substituir o sistema TRANSIT, seu antecessor que embora tenha servido de maneira bastante significativa, apresentava uma série de limitações (baixa altitude dos satélites, poucos satélites, logo pouca cobertura, demora excessiva na coleta de dados, e outros).

16 Uchôa15 Compare TRANSIT e GPS!

17 Uchôa16 Pra que serve esse tal GPS ? O GPS é um sistema de multipropósitos, que permite aos usuários determinar suas posições expressas em latitude, longitude e altura geométrica ou elipsoidal; em função das coordenadas cartesianas X,Y,Z em relação ao centro de massa da Terra. Quando se faz a determinação da posição de um ponto por GPS, as coordenadas são referenciadas em relação ao elipsóide WGS84.

18 Uchôa17 Controle (USA) 1.Colorado Springs 2.Diego Garcia 3.Havai 4.Ascension Is. 5.Kwajalein Colorado Springs Segmentos GPS, o que são? Usuários (Civis e militares) Espacial

19 Uchôa18 24/26 satélites na constelação final24/26 satélites na constelação final –6 planos orbitais com inclinação 55° –4 satélites em cada plano orbital Órbita muito altaÓrbita muito alta – km, milhas –período de 12 horas siderais –precisão geodésica –grande autonomia –cobertura global Segmento Espacial

20 Uchôa19 Construindo um satélite GPS!

21 Uchôa20 5 blocos de diferentes satélites Bloco I (1978) Bloco II (1989)Bloco IIA (1989) Bloco IIR (1998) Bloco IIF (L5 ???) Em breve

22 Uchôa21 6 Planos orbitais 0º ABCDEF 45º 90º 135º 180º 225º 270º 315º Equador 0º60º120º 180º240º300º

23 Uchôa22 Os satélites GPS são sistemas unidirecionais de emissão, isto é, os sinais são transmitidos somente pelos satélites. Os sinais se propagam das antenas dos satélites até as antenas dos receptores, estes por sua vez apenas recebem estes sinais. Os sinais GPS

24 Uchôa23 Segmento de Controle, onde?

25 Uchôa24 Rastrear os satélites GPS e fornecer suas posições periodicamente; Corrigir as efemérides transmitidas e os erros dos relógios; Determinar o tempo GPS; Predizer as efemérides e o comportamento dos relógios dos satélites; Atualizar, periodicamente, a mensagem de navegação para cada satélite em particular. Pra que serve o seg. de Controle?

26 Uchôa25 Usuários!! Quem são? Cartógrafos; Agrimensores; Engenheiros; Tecnólogos; Técnicos ou pessoas com usos específicos tais como: –Segurança; –Navegação Terrestre, Marítima, Fluvial e Aérea; –Mapeamento de áreas de extração de minério e madeira; –Reconhecimento; –Pesca; –Hidrografia; –Sistema de Informações Geodráficas; –Cadastro urbano e de propriedades rurais; –Salvamento; –Lazer (caminhadas); –Monitoramento de veículos; –Monitoramento de desmatamento e queimada; –Automação; –Zoneamento Ecológico- Econômico (ZEE); –Outros

27 Uchôa26 Navegação Pesca Agricultura de precisão Controle de Deformação Cadastro urbano Navegação SIG Exploração Mineral Automação Lazer ZoneamentoEcoló gico-Econômicio; Monitoramento de áreas de queimadas e desmatamento; Cadastro de propriedades rurais; Fins militares, Guerra. Apoio à Fotogrametria Apoio ao Sensoriamento Remoto Certamente vc terá uma aplicação, ache a sua e entre no mundo do GPS !!!

28 Uchôa27 Como funciona esse GPS ? O princípio básico de funcionamento é realmente bastante simples, apesar do sistema usar equipamentos e métodos da mais avançada tecnologia. Para entendermos melhor, dividiremos o funcionamento do sistema em 5 passos básicos. Começaremos com as grandes idéias e depois detalharemos pontualmente.

29 Uchôa28 A base do sistema é a trilateração por satélites 1 Para trilaterar, o GPS mede a distância entre as antenas dos satélites e a antena do receptor usando dentre outras grandezas, o tempo de viagem de um sinal de rádio (onda eletromagnética) 2 3 Para medir o tempo de viagem, o GPS precisa de relógios muito precisos 4 Uma vez conhecida a distância, é necessário saber onde estão os satélites no espaço Como o sinal GPS atravessa a atmosfera terrestre, ele sofre alguma perturbação durante essa viagem Como o GPS funciona? 5

30 Uchôa29 A distância é a idéia básica? Passo 1 O sistema determina nossa posição em função da distância entre a antena de um dado receptor e as antenas de um grupo de satélites no espaço. Os satélites GPS servem de referência precisa para nós. Algumas perguntas podem surgir, talvez: Como medir a distância se os satélites estão muito longe? Como saber exatamente por onde e como os satélites estão se movendo? Essas duas perguntas serão ignoradas no momento!!! Confiem em mim por hora.

31 Uchôa30 Passo 1 Digamos que estamos perdidos e tentando nos localizar, podemos estar em qualquer lugar!!!. Se sabemos que estamos a uma distância, digamos Km, de um satélite A, realmente, reduzimos muito as possibilidades do universo onde podemos estar. Nossa posição é em algum lugar na superfície de uma esfera cujo raio é km. Ou não? Km

32 Uchôa31 Passo 1 E se além disso, você souber que está a Km de um satélite B? Isso reduz mais ainda as possibilidades de onde você pode estar, que se resume a um círculo, formado pela intersecção das duas esferas Km Km Sat A Sat B

33 Uchôa32 Passo 1 Imaginem agora que se conheça a distância a um terceiro satélite, o satélite C de Km. Isso reduz o universo de possibilidades de onde eu posso estar a apenas dois pontos Km Sat A Km Sat B Km Sat C

34 Uchôa33 Passo Km Sat A Km Sat B Km Sat C Km Sat D As medidas de apenas 3 satélites seriam necessárias, pois um dos pontos, geralmente ficaria fora da Terra, mas por outros motivos que não serão detalhados agora, necessita-se de um quarto satélite, o satélite D.

35 Uchôa34 Passo 2 Medindo a distância entre o receptor e o satélite GPS Surpreendentemente, a idéia básica por trás de uma das formas de medir essa distância é muito antiga. Vocês lembram da velha e boa: Como ondas de rádio viajam à velocidade da luz ( km/s), temos que medir exatamente quando o sinal partiu da antena do satélite e quando chegou à antena do receptor, pra isso, é claro que temos de ter excelentes relógios, capazes de marcar um intervalo de tempo tão pequeno com uma enorme precisão. A maioria dos receptores pode medir uma diferença na casa do nanosegundo (0, segundos)

36 Uchôa35 Passo 2 Quando partiu o sinal? (to) Quando chegou o sinal? (t) Distância entre as antenas Essa informação de tempo de partida do sinal pode ser obtida no receptor através dos sinais que chegam no receptor, pode ser através do código CA ou através do código P. Existe ainda uma outra forma de medir a distância, baseada na contagem de ciclos da onda que transporta o código, são duas, chamadas de portadoras L1 e L2 (Não serão detalhadas agora)

37 Uchôa36 Passo 3 Medindo o tempo com perfeição!! Sabemos que o sinal GPS viaja à velocidade da luz, isso significa que se o relógio errar 1/100 segundo, nossa distância pode estar errada em 3000 km. Isto se consegue equipando os satélites GPS com relógios atômicos, extremamente precisos e caros. 4 segundos 6 segundos 7 segundos 5 segundos Posição calculada errada em função da distância errada, função do tempo errado!! Dinâmica dos fios

38 Uchôa37 Passo 4 Saber onde estão os satélites no espaço!! Temos assumido em tudo que foi visto até agora que sabe-se exatamente onde estão os satélites no espaço, assim, pode-se determinar nossa posição em função da posição deles. Mas como saber onde está algo quando se está a km no espaço???? Neste caso, estar tão alto é um benefício para nós, uma vez livres da atmosfera terrestre, a predição das órbitas dos satélites fica muito mais exata. Semelhante à lua, que tem orbitado nosso planeta por milhões de anos sem mudanças significativas no período, nossos satélites GPS também tem uma órbita muito previsível (efemérides transmitidas e precisas).

39 Uchôa38 Viajando pela atmosfera terrestre Passo 5 A trajetória do sinal GPS Relógios atômicos nos satélites; Usa-se uma medida extra (4 satélites) para eliminar o erro dos relógios; Posição orbital corrigida (efem.precisas); Mas, apesar de tudo isso, quão exato pode ser o sistema? Existem duas fontes de erros difíceis de eliminar: Ionosfera e Troposfera. A Ionosfera talvez provoque os erros mais significantes na trajetória do sinal entre as antenas dos satélites GPS e as antenas dos receptores.

40 Uchôa39 Passo 5 Erros que ocorrem no processo de propagação do sinal GPS Os sinais GPS, as duas portadoras moduladas com os códigos, são emitidas pelas antenas dos satélites e se propagam no vácuo até encontrarem a atmosfera terrestre, esta será dividida simplificadamente em duas camadas: a Ionosfera (camada ionizada) e a Troposfera (camada gasosa). Ionosfera ( 1000 km) Troposfera ( 60 km)

41 Uchôa40 Radiação Solar Absorção Parcial pelo átomo de oxigênio Produzindo um íon de Oxigênio e um elétron livre e-e- O+O+ Átomo de oxigenio inicialmente neutro Processo simplificado de formação da Ionosfera A radiação solar incide em um átomo de gás (ou molécula). Neste processo, parte desta radiação é absorvida pelo átomo, onde são produzidos, um elétron livre e um íon positivamente carregado.

42 Uchôa41 Assim, a ionosfera é uma camada ionizada (eletricamente carregada). Essas partículas afetam a passagem do sinal GPS. Mudam a velocidade de propagação do sinal, provocando um retardo, e por conseguinte modificando a distância, uma vez que para o cálculo considera-se a velocidade constante. Sabe-se que a velocidade da luz é uma constante apenas no vácuo. Como minimizar esse problema? Pode-se predizer a qual será a variação da velocidade sob condições ionosféricas médias e regulares, ocorre que a ionosfera não é comportada (modelos matemáticos); Utilizar receptores de dupla freqüência (a velocidade de propagação é inversamente proporcional ao quadrado da freqüência, essa relação conhecida pode ajudar a minimizar os erros (ionospheric free solution);

43 Uchôa42 A Troposfera Depois de atravessar a ionosfera, o sinal GPS entra na atmosfera terrestre, mais especificamente na troposfera, infelizmente o vapor d´água em nossa atmosfera também pode afetar o sinal e apesar dos erros causados pela troposfera terem praticamente a mesma dimensão daqueles causados pela ionosfera, estes são muito previsíveis e de fácil correção, isso faz com que afetem muito menos o posicionamento. (modelos físicos que variam de acordo com teperatura, umidade relativa do ar e pressão atmosférica). Essa tá na mão!!!

44 Uchôa43 O sinal GPS Duas ondas portadoras (L1 e L2); Cada uma delas transporta códigos modulados (CA, P1 e P2); Nem todo conjunto receptor tem capacidade de receber todos esses sinais: Receptor de navegação (apenas CA); Receptor de uma freqüência (L1 +CA); Receptor de dupla freqüência (L1, L2, CA e P).

45 Uchôa44 Estrutura do sinal GPS Portadoras L1 L2Portadoras L1 L2 Freqüências1 575,42MHz 1 227,60MHzFreqüências1 575,42MHz 1 227,60MHz Comprimento onda 19 cm 24 cmComprimento onda 19 cm 24 cm Códigos C/A, P (P1), D P (P2), DCódigos C/A, P (P1), D P (P2), D 1 bit do código C/A corresponde a aprox. 300m1 bit do código C/A corresponde a aprox. 300m 1 bit do código P corresponde a aprox. 30m1 bit do código P corresponde a aprox. 30m

46 Uchôa45 Métodos de posicionamento Absoluto ou ponto simples Relativo ou diferencial Correções Diferenciais

47 Uchôa46 A essa altura todos estão de saco cheio, com sono, cansados e se perguntam : E pra que serve esse tal GPS ?

48 Uchôa47 Serve para orientar, navegar, determinar com exatidão e precisão impressionantes as coordenadas tridimensionais de um dado ponto na superfície terrestre ou próximo dela. E isso, supre definitivamente uma das maiores necessidades humanas, a de se localizar. (X,Y,Z) ou (,,h) ou (N,E,h) no sistema de referência que se deseje.

49 Uchôa48 A RBMC (Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo) É uma rede de estações GPS permanentes composta por 14 estações operadas diretamente pelo IBGE e 1 estação operada pelo INPE, sendo portanto, uma ferramenta suporte para utilização da tecnologia GPS no Brasil e o principal elo de ligação com os sistemas de referência internacionais.

50 Uchôa49 Vantagens da RBMC Em decorrência da permanente coleta de observações, ela permite o cálculo contínuo das coordenadas sobre a superfície terrestre, monitorando deste modo, as deformações da crosta terrestre. Desta forma é possível quantificar a variação temporal das coordenadas do Sistema Geodésico Brasileiro, proporcionando, assim, um referencial constantemente atualizado aos usuários.

51 Uchôa50 RBMC estações em funcionamento

52 Uchôa51 RBMC estações em funcionamento

53 Uchôa52 RBMC estações em funcionamento

54 Uchôa53 24 estações em funcionamento RBMC 2006

55 Uchôa54 Estação RBMC Fortaleza (IGS) Nome da Estação - Fortaleza Ident. da Estação - FORT Inscrição no Monumento - SAT Código Internacional Informações Adicionais - Esta estação pertence à Rede de Referência do SIRGAS e à Rede de Densificação do IGS

56 Uchôa55 Estação RBMC Belém

57 Uchôa56 Instalada com acesso remoto Instalada com acesso local Futuras instalações Rede RIBAC Boa Vista Tabatinga Cruzeiro do Sul Manaus Apui Porto Velho Rio Branco Colorado dOeste Itaiutuba Santarem Altamira São F. do Xingu Marabá Belém Macapá Palmas São Luiz Fortaleza Natal Teresina Petrolina Maceió E. Martins Salvador B.J. da Lapa Eunápolis Vitória P. Prudente Uberaba M. Claros B. Horizonte R. de Janeiro S. Paulo Curitiba F. Beltrão Sta. Maria P. Alegre Brasília C. Grande Cuibá B. Garças Colider S.F. Araguaia RIBAC (Rede Incra de Bases Comunitárias, São 44 estações GPS de uma freqüência)

58 Uchôa57 RIBAC Norte

59 Uchôa58 RIBAC Nordeste

60 Uchôa59 Estação de Referência - Fortaleza Localização: Sede da Superintendência Regional do INCRA no Ceará Endereço: Av. José Bastos, nº 4700 Receptor: Estação de referência marca TRIMBLE, modelo CBS, com 12 canais, de freqüência única (L1). Datum: WGS84 Latitude: 03°45'25,1250" S Longitude: 038°33'30,0380" W UTM (N): ,5595 m UTM (E): ,8391 m Meridiano Central: -39 Altura Elipsoidal: 23.7 Altura da antena: 0,00 m Fortaleza

61 Uchôa60 O certo é o seguinte, haveria ainda muito a ser dito, mas isso é apenas um aperitivo, muito a ser detalhado. O refinamento e o entendimento do sistema como um todo, bem como seus métodos de posicionamento, estratégias de processamento, softwares, e outros. Mas isso é assunto pra muitas e muitas horas de reflexão, campo, cálculo, processamento e análise de resultados..... Até breve. Saudações Azulinas.... Prof. Dr. Carlos Augusto Uchôa da Silva Técnico Edificações Engenheiro Civil Especialista em Estradas e Aeroportos Mestre em Geodésia Doutor em GPS

62 Uchôa61 Receptores GPS Há três diferentes famílias de receptores GPS no mercado, diferindo entre si no tipo de sinal observado, utilização que se fará dele, precisão posicional e custo: Receptores de Navegação (recepção apenas do código CA); Receptores de uma freqüência (recepção da portadora L1 e código CA); Receptores de dupla freqüência (recepção das portadoras L1 e L2 e dos código CA e P).

63 Uchôa62 Arquivo de dados GPS Para compatibilização do uso de dados gerados a partir de receptores de diferentes fabricações, resolveu-se padronizar um formato de arquivo que pudesse ser entendido e processado por diferentes programas de processamento GPS. Este padrão é conhecido pela sigla RINEX. Do inglês Receiver Independent Exchange Format. Na verdade são alguns arquivos, todos em formato texto. Dos quais os mais importantes são o arquivo de navegação e o arquivo de Observação.

64 Uchôa63 O formato RINEX Arquivos com nomes idêntico e extensões diferentes com as seguintes características: NOME (4 CARACTERES); DIA GPS (3 CARACTERES NUMÉRICOS); SEÇÃO DE OBSERVAÇÃO (1 CARACTER NUMÉRICO); ANO GPS (DOIS DÍGITOS NUMÉRICOS); TIPO DE ARQUIVO (1 CARACTERER ALFANUMÉRICO, N(NAVEGAÇÃO) E O(OBSERVAÇÃO); EX: MANA N MANA O

65 Uchôa64 Arquivos Rinex

66 Uchôa65 Objetivo do Rinex Proporcionar intercâmbio de informações entre os diferentes fabricantes da área de GPS.

67 Uchôa66 Software A Software B Receptor A Receptor B Rinex Intercâmbio Rinex

68 Uchôa67 Criação do Arquivo Rinex O primeiro modelo do Rinex foi desenvolvido pelo Instituto Astronômico da Universidade de Berne, para facilitar o intercâmbio de dados GPS que seriam coletados durante a Campanha GPS européia (EUREF 89), que envolvia mais de 60 receptores de 4 fabricantes diferentes.

69 Uchôa68 Formatos de arquivos Arquivo de observação Arquivo de Navegação Arquivo Meteorológico Arquivo de Navegação Glonass Arquivo de Navegação - GEO

70 Uchôa69 Padrões do Rinex Nome : ssssdddf.yyt Nome : ssssdddf.yyt onde t pode ser : o : arquivo de observação n : arquivo de navegação m : arquivo meteorológico g : arquivo de navegação glonass h : arquivo de satélite geoestaconário

71 Uchôa70 Padrões do Rinex Números dos satélites : snn Números dos satélites : snn onde s pode ser : G ou espaço : satélite GPS R : satélite Glonass S : satélite Geoestacionário T : satélite Transit

72 Uchôa71 Estrutura dos arquivos Cabeçalho (informações gerais) Matrizes padrão (informações específicas)

73 Uchôa72 Arquivos Meteorológicos

74 Uchôa73Conteúdo Pressão - PR Temperatura Seca - DT Umidade relativa - HR Atraso do sinal na direção zenital (para troposfera seca) - ZW Atraso do sinal na direção zenital (para troposfera úmida) -ZD Atraso total do sinal na direção zenital - ZT

75 Uchôa METEOROLOGICAL DATA RINEX VERSION / TYPE XXRINEXM V9.9 AIUB 3-APR-96 00:10 PGM / RUN BY / DATE EXAMPLE OF A MET DATA FILE COMMENT A 9080 MARKER NAME 3 PR TD HR # / TYPES OF OBSERV PAROSCIENTIFIC B 0.2 PR SENSOR MOD/TYPE/ACC HAENNI 0.1 TD SENSOR MOD/TYPE/ACC ROTRONIC I-240W 5.0 HR SENSOR MOD/TYPE/ACC PR SENSOR POS XYZ/H END OF HEADER Exemplo

76 Uchôa75 Arquivos de Navegação

77 Uchôa76Objetivo O arquivo de navegação nos dá informações (elementos keplerianos) que tornam possível o conhecimento da posição dos satélites observados a qualquer instante.

78 Uchôa77 Broadcast X Efemérides Precisas Broadcast - informação instantânea - processamento rápido Efemérides Precisas - informação precisa - processamento lento

79 Uchôa78 Elementos Keplerianos ( X ( t ), Y (t), Z (t) ) toe BroadCast

80 Uchôa79 Efemérides Precisas

81 Uchôa80 Elementos Keplerianos M0 n e sqr(a) o io dot IDOT Cuc Cus Crc Crs Cic Cis toe IODE

82 Uchôa N: GPS NAV DATA RINEX VERSION / TYPE XXRINEXN V2.10 AIUB 3-SEP-99 15:22 PGM / RUN BY / DATE EXAMPLE OF VERSION 2.10 FORMAT COMMENT.1676D D D D-06 ION ALPHA.1208D D D D+06 ION BETA D D DELTA-UTC: A0,A1,T,W 13 LEAP SECONDS END OF HEADER D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D+00Exemplo

83 Uchôa82 #aP ORBIT ITR96 HLM IGS ## %c cc cc ccc ccc cccc cccc cccc cccc ccccc ccccc ccccc ccccc %f %i /* FINAL ORBIT COMBINATION FROM WEIGHTED AVERAGE OF: /* cod emr esa gfz jpl ngs sio /* REFERENCED TO GPS CLOCK AND TO WEIGHTED MEAN POLE: /* CLK ANT Z-OFFSET (M): II/IIA 1.023; IIR * P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P * P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P * P P P P P P P Exemplo

84 Uchôa83 Arquivos de Observação

85 Uchôa84 Conteúdo Pseudodistância (código) Fase da Portadora Freqüência Doppler

86 Uchôa85 Somente código C/A Código C/A e portadora L1 Código C/A e portadoras L1 e L2 Códigos C/A, P e portadoras L1 e L2 Receptores

87 Uchôa86 Definições As observações GPS possuem 3 grandezas que precisam ser bem definidas : TempoPseudo-DistânciaFaseDoppler

88 Uchôa87 Tempo O tempo de uma observação é o momento em que o receptor recebeu as informações dos satélites. É o mesmo para medições de fase e de código, e para os satélites observados na mesma época. É expresso no sistema de tempo GPS, e não no Sistema Universal de Tempo.

89 Uchôa88 Pseudo-Distância Distância entre a antena do receptor e a antena do satélite. Carrega os erros de relógio do satélite, do receptor,e outras distorções tais como as devido à atmosfera. PS = distância + c (erro de relógio satélite + erro de relógio do receptor + outras distorções)

90 Uchôa89 Fase A fase é o número de ciclos completados das portadoras L1 e/ou L2, do satélite até o receptor.

91 Uchôa90 Efeito Doppler Pequena variação na freqüência do sinal devido ao movimento do satélite.

92 Uchôa91Exemplo

93 Uchôa92

94 Uchôa93 Determinação das coordenadas da Estação

95 Uchôa94 Receptor Seleção de Satélites Ângulo de corte


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