GPS (Global Positioning System)

Apresentação em tema: "GPS (Global Positioning System)"— Transcrição da apresentação:

1 GPS (Global Positioning System)
Sistema de Posicionamento Global

2 GPS – Sistema de Posicionamento Global Composição
SEGMENTO ESPACIAL O sistema NAVSTAR (sigla para Navigation Satellite Timing and Ranging) é constituído por 24 satélites. Em qualquer ponto da Terra há sempre 4 satélites visíveis.

3 GPS – Sistema de Posicionamento Global Composição
SEGMENTO CONTROLO As estações de monitorização em Terra (de observação e controlo dos satélites); Fazem pequenos ajustes nos dados (posição e tempo) que os satélites GPS enviam para que a posição determinada pelos receptores seja sempre a mais precisa possível.

4 GPS – Sistema de Posicionamento Global Composição
SEGMENTO DO UTILIZADOR Os receptores de GPS que permitem: determinar a posição do utilizador conhecendo as suas coordenadas; Receber e descodificar os sinais dos satélites; Trocar dados com outros receptores e com computadores; Obter mapas detalhados ou mesmo a melhor rota para um determinado local.

5 GPS – Sistema de Posicionamento Global Funcionamento
O satélite envia um sinal, que é recebido pelo receptor, através de ondas electromagnéticas. O receptor determina a sua distância ao satélite através da expressão

6 GPS – Usa o método geométrico da triangulação
Após estimada a distância a um satélite, sabemos que nos encontramos sobre uma superfície esférica com raio igual à distância ao satélite.

7 GPS – método geométrico da triangulação
A intersecção das superfícies esféricas obtidas a partir da determinação da distância a dois satélites é uma circunferência, o ponto poderá ser qualquer um pertencente à referida circunferência.

8 GPS – método geométrico da triangulação
A intersecção das superfícies esféricas obtidas a partir da determinação da distância a três satélites reduz-se a dois pontos. Considerando também a Terra como uma esfera, a intersecção dos três satélites e da Terra, permitirá reduzir estes dois pontos, a apenas um.

9 GPS – Sistema de Posicionamento Global RELÓGIOS
Os relógios possuem um mecanismo de produção de oscilações regulares e outro que conta as oscilações e as converte para uma unidade de tempo. Relógios mecânicos, oscilações de um pêndulo; Relógios de quartzo, oscilações de um cristal de quartzo; Relógios de atómicos, baseiam-se na frequência das radiações emitidas, ou absorvidas, por átomos ou moléculas.

10 GPS – Sistema de Posicionamento Global Funcionamento
Usa-se então o 4º satélite para a sincronização dos relógios dos satélites e dos receptores GPS. O receptor de GPS corrige automaticamente, adicionando ou subtraindo tempo ao seu relógio até obter distâncias aos satélites que se intersectem num único ponto.

11 GPS – Sistema de Posicionamento Global Funcionamento
O receptor sabe agora, não só a sua localização exacta sobre a Terra, mas também o tempo certo por relógios atómicos a bordo dos satélites.

12 GPS – Sistema de Posicionamento Global Aplicações
Os receptores de GPS são utilizados para navegação nas mais diversas actividades do Homem.

13 GPS – Sistema de Posicionamento Global Aplicações
Os aviões fazem a sua navegação usando receptores de GPS.

14 GPS – Sistema de Posicionamento Global Aplicações
Cada vez mais automóveis incorporam receptores de GPS.

15 GPS – Sistema de Posicionamento Global Aplicações
localizar: localização de qualquer ponto da Terra; navegar: navegação quer de barcos, quer de aviões; conduzir: fornece informação precisa sobre um dado percurso; mapear: criação de mapas mais rigorosos;

16 Posição e Sistemas de Referência
Coordenadas Cartesianas e Coordenadas Geográficas

17 Como podemos definir qual é a posição de um corpo?

18 Posição A pequena distância, falando com outra pessoa próxima, podemos apontar. Mas como podemos dizer qual é a posição?

19 É necessário um sistema de referência ou referencial.
Posição É necessário um sistema de referência ou referencial. Pode dizer-se que estão pássaros ali à esquerda da antena, mas será que uma pessoa que esteja longe deste local entende onde estão os pássaros?

20 Coordenadas Geográficas
Para definir a posição de um corpo colocado a uma distância muito grande, podem utilizar-se coordenadas geográficas.

21 Coordenadas Geográficas
As coordenadas geográficas são: Latitude – o valor do ângulo ao centro da terra medido entre o paralelo que passa pelo local e o equador. (0 a 90º N ou S) Longitude –o valor do ângulo ao centro da terra medido entre o meridiano que passa pelo local e o Meridiano de Greenwich para Este e para Oeste (0 a 180º E ou W). Altitude – Medida na vertical a partir do nível médio das águas do mar.

22 Longitude Latitude Altitude

23 Coordenadas Geográficas
Quando dois observadores a grande distância falam um com o outro sobre uma posição que apenas um deles conhece, a forma mais simples de assinalá-la é utilizando coordenadas geográficas. Como poderá o navegador indicar pelo rádio a sua posição a uma pessoa a centenas de quilómetros de distância?

24 Coordenadas Geográficas
Com as coordenadas geográficas, uma pessoa em qualquer local da superfície terrestre saberá qual a posição de um corpo olhando para um mapa.

25 Coordenadas Cartesianas
Para definir a posição de um corpo colocado a uma distância relativamente pequena, podem utilizar-se coordenadas cartesianas.

26 Coordenadas Cartesianas
René Descartes foi o primeiro a propor o sistema de coordenadas ortogonais e ortonormadas a que hoje chamamos coordenadas cartesianas.

27 Coordenadas Cartesianas
Nas coordenadas cartesianas, os conceitos de orientação frente-trás, esquerda-direita e cima-baixo foram substituídos pelos três eixos orientados x, y e z. O sistema tem uma origem que é a posição em relação à qual se estão a marcar as coordenadas (x, y, z).

28 Descrição de um movimento
B (xb,yb,zb) x y z A (xa,ya,za) O movimento do corpo pode ser definido de várias formas: Trajectória: é o conjunto de pontos sucessivos ocupados pelo corpo, no decurso do tempo.

29 Descrição de um movimento
Grandezas escalares: O espaço percorrido: é o comprimento do percurso efectuado. É medido sobre a trajectória, e, representa-se por s. Grandezas vectoriais: Deslocamento: é um vector cuja a origem é na posição inicial e a extremidade na posição final, e, representa-se por r. z B (xb,yb,zb) r y A (xa,ya,za) x

30 Descrição de um movimento
Grandezas escalares: Grandezas vectoriais: Rapidez média: é o espaço percorrido sobre o intervalo de tempo. velocidade média: é o deslocamento sobre o intervalo de tempo. B (xb,yb,zb) x y z A (xa,ya,za) rm = s t vm = r t vm

31 Descrição de um movimento
Grandezas escalares: Grandezas vectoriais: Rapidez instantânea: é o limite para que tende o espaço percorrido, quando o intervalo de tempo tende para zero. Velocidade instantânea: é o limite para que tende o vector deslocamento, quando o intervalo de tempo tende para zero. v = lim r t t 0 r = lim s t t 0 O vector velocidade instantânea é um vector tangente a trajectória e é caracterizado por: Sentido: o do movimento Direcção: a da tangente a trajectória Módulo ou norma: v = r