GPS – Sistema de Posicionamento Global GEORREFERENCIAMENTO DE IMÓVEIS RURAIS FEAMIG

O Sistema Navstar GPS Sistema desenvolvido pelos EUA Sistema permite determinar a posição em três dimensões para pontos em qualquer parte do planeta, e em qualquer hora do dia Diante de suas potencialidades logo seu uso se estendeu à população civil

Vantagens do GPS Sem Intervisibilidade Longas Distâncias Trabalhos a qualquer hora do dia Maior produção com equipe menor

Segmentos do Sistema GPS O sistema GPS é dividido em três segmentos: Segmento Espacial Segmento de Controle Segmento do Usuário

Segmento Espacial 24 Satélites 6 planos orbitais com inclinação de 55° 04 Satélites em cada plano Órbita muito alta 20.200 Km Período de 24 horas Função: gerar e transmitir os sinais GPS

ATUAL PLANO ORBITAL DA CONSTELAÇÃO GPS Segmento Espacial ATUAL PLANO ORBITAL DA CONSTELAÇÃO GPS

Segmento Espacial

Segmento de Controle Responsável pela operação do sistema GPS Atualiza a mensagem de navegação transmitidas pelos satélites Estações de monitoramento distribuidas pelo mundo Correção dos relógios dos satélites, determinação efemérides

Segmento de Controle COLORADO SPRING HAVAII ASCENSION DIEGO GARCIA

Segmento do Usuário Refere-se a tudo que se relaciona com a comunidade usuária Código C/A Portadora L1

Sinal GPS Os sinais são derivados a partir de uma freqüência gerada por um relógio atômico, f0 = 10.23 MHz Portadoras L1 = 154 x 10,23 = 1575,42 Mhz  19,05 cm L2 = 120 x 10,23 = 1227,60 Mhz  24,45 cm

Fase da Portadora ou Diferença de Fase A distância entre o satélite e o receptor é determinada através de ciclos existentes entre o satélite e o receptor, para isso é utilizada a fase de batimento da portadora Para trabalhos com a fase da onda portadora, é necessário a determinação da ambigüidade

Fase da Portadora ou Diferença de Fase Receptor mede comprimentos de onda fracionários quando sintoniza o sinal Receptor só conta ciclos sucessivos (contínuos) Receptor não conhece o número inteiro de ciclos que havia entre o receptor e o SV Incógnita, é chamada de ambiguidade

Posicioanamento Relativo ou Diferencial Tanto nas observações de código quanto as da fase podem ser tratadas a partir de pelo menos duas estações observadoras simultâneas dos mesmos satélites O método pode fornecer resultados com acurácia de alguns metros ou poucos milímetros, dependendo da observável utilizada

Posicionamento Isolado Utilização de um único Receptor Acurácia de  22m PDOP fator mais importante na determinação

Técnica de Posicionamento Estático - utilizado nos posicionamentos de alta precisão; tempo de rastreio varia em função: tipo de receptor => 1 ou 2 frequências, comprimento da linha a ser medida, nível de precisão desejado; precisões em torno de 0,5 cm + 1 ppm Cinemático - utilizado para ocupação por breve espaço de tempo, nas estações; precisa ser definida uma linha como base de partida para aplicação do método; com receptores de 1 frequência (l1) incovenientes com a perda de sinal; caso haja perda de sinal, deve-se reocupar a última estação conhecida; com receptores de duas frequências, esse problema é contornado; a gravação de dados pode se dar de modo contínuo ou “stop-and-go”; precisões de até 0,5 cm + 1 ppm

Fontes de Erros no Sistema GPS Dilution of Precision ( DOP ) Disponibilidade Seletiva ( SA ) Retardo Atmosférico Multi-trajetória Ruídos no Receptor Erros nos Relógios

Dilution of Precision (DOP) Diluição da Precisão DOP depende da geometria da constelação DOP é um fator multiplicativo: Menor DOP --> posição mais precisa Maior DOP --> posição menos precisa HDOP --> DOP na posição horizontal VDOP --> DOP na posição vertical PDOP --> DOP nas posições horizontal e vertical GDOP --> DOP nas posições horizontal, vertical e tempo

Selective Availability SA Disponibilidade SA é produto de dois efeitos: Manipulação dos dados das efemérides Instabilidade ou variações no relógio Precisão: Planimétrica: 100 metros Altimétrica: 150 metros SA foi desativada em maio de 2000

Retardo Atmosférico Os sinais GPS sofrem retardos quando atravessam a ionosfera e a troposfera, com isso, o tempo que o sinal leva para alcançar a terra é maior , interferindo na posição calculada O retardo atmosférico é maior nas horas mais quentes do dia, quando a ionosfera e a troposfera se encontram em seu período de maior atividade

Reflexão em objetos metálicos ou outras superfícies refletoras Multitrajetória Reflexão em objetos metálicos ou outras superfícies refletoras

Ruído no Receptor Quase todos (ou todos) os aparelhos eletrônicos geram ruídos. O ruído eletrônico de um receptor pode interferir no sinal GPS. Este erro (pequeno) não pode ser corrigido, o que resta é adquirir um receptor de boa qualidade

Erros nos Relógios O sistema depende de Relógios altamente precisos Satélites possuem Relógios atômicos – precisão melhor que 1 nanosegundo = 0,0000000001” Receptores necessitam de Relógios consistentes

Fontes de Erros Gps Efeito Remoção Diluição da Precisão (DOP) “horário” Efemérides dos satélites diferencial Atraso ionosférico diferencial Atraso troposférico diferencial SA diferencial Multicaminho (multipath) “local da antena” Ruído do receptor receptor

Aplicações Gerais Georreferenciamento de Imóveis Rurais Redes de Controle (Apóio) Levantamentos Topográficos Mineração Levantamentos Sísmicos Construção Civil (locação) Levantamento de Deformação Levantamentos Geofísicos Levantamentos de Volume Apoio à Aerofotogrametria GIS com precisão

Receptores GPS de Navegação

Receptores Geodésicos L1

Receptores GPS L1L2