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GPS – Sistema de Posicionamento Global
GEORREFERENCIAMENTO DE IMÓVEIS RURAIS
FEAMIG
22
O Sistema Navstar GPSSistema 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
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Sem Intervisibilidade
Longas Distâncias
Trabalhos a qualquer hora do dia
Maior produção com equipe menor
Vantagens do GPS
44
O sistema GPS é dividido em três segmentos:
Segmento Espacial
Segmento de Controle
Segmento do Usuário
Segmentos do Sistema GPS
55
24 Satélites6 planos orbitais com inclinação de 55°04 Satélites em cada planoÓrbita muito alta 20.200 KmPeríodo de 24 horas
Função: gerar e transmitir os sinais GPS
Segmento Espacial
66
Segmento Espacial
ATUAL PLANO ORBITAL DA CONSTELAÇÃO GPS
77
Segmento Espacial
88
Segmento de Controle
Responsável pela operação do sistema GPSAtualiza a mensagem de navegação transmitidas pelos satélitesEstações de monitoramento distribuidas pelo mundoCorreção dos relógios dos satélites, determinação efemérides
99
HAVAIIHAVAII
COLORADO COLORADO SPRINGSPRING
ASCENSIONASCENSIONDIEGODIEGOGARCIAGARCIA
Segmento de Controle
1010
Segmento do UsuárioRefere-se a tudo que se relaciona com a comunidade usuária
Portadora L1Portadora L1
Código C/ACódigo C/A
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Sinal GPS
Os sinais são derivados a partir de uma freqüência gerada por um relógio atômico, f0 = 10.23 MHz
PortadorasL1 = 154 x 10,23 = 1575,42 Mhz 19,05 cmL2 = 120 x 10,23 = 1227,60 Mhz 24,45 cm
1212
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
1313
Fase da Portadora ou Diferença de Fase
Receptor mede comprimentos de onda fracionários quando sintoniza o sinalReceptor 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
1414
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
1515
Posicionamento Isolado
Utilização de um único Receptor
Acurácia de 22m
PDOP fator mais importante na determinação
1616
Técnica de PosicionamentoEstático - 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
1717
Fontes de Erros no Sistema GPS
Dilution of Precision ( DOP )Disponibilidade Seletiva ( SA )Retardo AtmosféricoMulti-trajetóriaRuídos no ReceptorErros nos Relógios
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Dilution of Precision (DOP) Diluição da Precisão
DOP depende da geometria da constelação
DOP é um fator multiplicativo:
Menor DOP --> posição mais precisaMaior DOP --> posição menos precisaHDOP --> DOP na posição horizontalVDOP --> DOP na posição vertical PDOP --> DOP nas posições horizontal e verticalGDOP --> DOP nas posições horizontal, vertical e tempo
1919
Selective AvailabilitySA Disponibilidade
SA é produto de dois efeitos:
Manipulação dos dados das efeméridesInstabilidade ou variações no relógio
Precisão:Planimétrica: 100 metrosAltimétrica: 150 metros
SA foi desativada em maio de 2000
2020
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
2121
Multitrajetória
Reflexão em objetos metálicos ou outras superfícies refletoras
2222
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
2323
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
2424
Fontes de Erros Gps
Efeito RemoçãoDiluição da Precisão (DOP) “horário”Efemérides dos satélites diferencialAtraso ionosférico diferencialAtraso troposférico diferencialSA diferencialMulticaminho (multipath) “local da antena”Ruído do receptor receptor
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Aplicações Gerais
Georreferenciamento de Imóveis RuraisRedes de Controle (Apóio)
Levantamentos TopográficosMineração
Levantamentos SísmicosConstrução Civil (locação)
Levantamento de DeformaçãoLevantamentos GeofísicosLevantamentos de VolumeApoio à Aerofotogrametria
GIS com precisão
2626
Receptores GPS de Navegação
2727
Receptores Geodésicos L1
2828
Receptores GPS L1L2
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