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25/09/2008, 16:55
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GPS
GPS Sistema de Posicionamento Global � um sistema de navega��o que compreende uma rede de 24 sat�lites colocados em �rbita pelo Departamento de Defesa dos EUA. Concebido para fins militares, o governo americano disponibilizou o sistema para uso civil na d�cada de 1980. O GPS funciona em qualquer condi��o de tempo, em qualquer lugar do mundo, 24 horas por dia, sem taxas de assinatura ou outro tipo de pagamento para sua utiliza��o. Como funciona o sistema de sat�lites GPS? Os 24 sat�lites que fazem parte do segmento do espa�o (o segmento em terra compreendem os usu�rios e seus receptores) orbitam a aproximadamente 12.000 milhas de altitude, mais de 19.300 km. Os sat�lites GPS funcionam com energia solar. Possuem baterias de seguran�a para mant�-los em funcionamento no caso de um eclipse solar. Pequenos foguetes em cada sat�lite os mant�m percorrendo seu curso correto. Est�o constantemente percorrendo duas �rbitas completas em menos de 24 horas. Estes sat�lites viajam a uma velocidade de, aproximadamente, 7.000 milhas/h, mais de 11.200 km/h, transmitindo informa��es. Os receptores Os receptores GPS usam essas informa��es e a triangula��o para calcular a posi��o exata do usu�rio. O receptor em terra compara o tempo em que um sinal leva para ser transmitido pelo sat�lite e chegar at� ele. A diferen�a de tempo entre a transmiss�o pelo sat�lite e a recep��o mostram ao receptor a dist�ncia em que este sat�lite se encontra. Com a medida da dist�ncia de alguns outros sat�lites, o receptor pode determinar a posi��o do usu�rio e mostr�-lo num mapa eletr�nico. Posi��o 2D O receptor GPS deve garantir a recep��o cont�nua de sinais de pelo menos tr�s sat�lites para calcular uma posi��o 2D (duas dimens�es: latitude e longitude) e registrar o percurso. Posi��o 3D Com quatro sat�lites ou mais, o receptor pode determinar a posi��o em 3D do usu�rio (latitude, longitude e altitude). Uma vez que a posi��o do usu�rio tenha sido determinada, o receptor GPS pode calcular outras informa��es importantes para navega��o, como velocidade, rumo, direc��o, dist�ncia do percurso, dist�ncia ao destino ou a hora de nascer e p�r-do-sol. Curiosidades � Os sat�lites GPS tamb�m s�o chamados NAVSTAR, o nome oficial dado pelo Departamento de Defesa dos EUA para o Sistema de Posicionamento Global. � O primeiro sat�lite GPS foi lan�ado em 1978. � A constela��o de 24 sat�lites foi conclu�da em 1994 � Cada sat�lite � constru�do para durar aproximadamente 10 anos. Sat�lites substitutos est�o constantemente sendo constru�dos e colocados em �rbita. � Um sat�lite GPS pesa aproximadamente 900 kg e tem 5 metros de extens�o com os pain�is solares estendidos. � A pot�ncia do transmissor � de pouco menos de 50 watts. A precis�o Os receptores GPS s�o muito precisos por serem fabricados com multi-canais paralelos. Os receptores s�o r�pidos na aquisi��o de sinais de sat�lite quando s�o ligados e se mant�m "travados" mesmo numa floresta densa ou numa paisagem urbana com pr�dios altos. O sinal Os sat�lites GPS transmitem dois sinais de r�dio de baixa pot�ncia, designados L1 e L2. Os receptores GPS civis usam a freq��ncia L1 de 1575,42 Mhz em UHF. Estes sinais viajam at� a Terra passando atrav�s de nuvens, vidro e pl�stico mas n�o atravessam barreiras s�lidas, como pr�dios e montanhas. Um sinal GPS cont�m 3 diferentes bits de informa��o: um c�digo pseudo-aleat�rio, dados de efem�ride e dados de almanaque. O c�digo pseudo-aleat�rio � simplesmente um c�digo de identifica��o que mostra qual sat�lite est� transmitindo a informa��o. � poss�vel ver este c�digo (um n�mero de dois d�gitos) na p�gina de sat�lite de seu receptor GPS, a medida que identifica de que sat�lite est� recebendo um sinal. Os dados de efem�ride, os quais s�o constantemente transmitidos por cada sat�lite, cont�m informa��es importantes sobre a situa��o de cada um deles (boa ou ruim) e tamb�m a data e hora atuais. Esta parte do sinal � essencial para determina��o de uma posi��o. Os dados de almanaque informam ao receptor GPS onde cada sat�lite deveria estar em qualquer hora ao longo do dia. Cada sat�lite transmite dados de almanaque, enviando informa��es sobre sua �rbita para cada sat�lite do sistema. Fontes de erros dos sinais GPS Os fatores que podem degradar os sinais GPS e afetar sua precis�o s�o os seguintes: Atrasos na ionosfera e troposfera: Os sinais dos sat�lites diminuem de intensidade � medida que atravessam a atmosfera. No entanto, o sistema � capaz de calcular uma m�dia do atraso para corrigir parcialmente esse tipo de erro. Sinal com caminhos m�ltiplos: Isto ocorre quando o sinal GPS � refletido por objetos como pr�dios altos ou montanhas, antes de alcan�arem o receptor. Isto aumenta o tempo que o sinal leva do sat�lite at� o receptor, causando erros. Erros do rel�gio do receptor: O rel�gio interno do receptor n�o � t�o preciso quanto o rel�gio at�mico dos sat�lites GPS. Assim, podem ocorrer pequenos erros na medi��o do tempo. Erros de �rbita: Tamb�m conhecidos como erros de efem�ride, os erros de �rbita representam erros nas informa��es das posi��es dos sat�lites. N�mero de sat�lites vis�veis: Quanto mais sat�lites um receptor GPS puder enxergar no c�u, melhor a precis�o. Pr�dios, terrenos, interfer�ncias eletr�nicas ou uma cobertura densa de uma floresta, por exemplo, podem bloquear a recep��o do sinal, causando erros de posi��o ou possivelmente nenhuma leitura de posi��o no receptor. As unidades GPS geralmente n�o funcionam dentro de casas ou outras coberturas, debaixo d'�gua ou da terra. Geometria dos sat�lites:Isto se refere � posi��o relativa dos sat�lites a qualquer hora. A geometria ideal dos sat�lites � alcan�ada quando est�o localizados em grandes �ngulos em rela��o a outros sat�lites. Uma geometria ruim de sat�lites ocorre quando est�o alinhados em linha reta ou num grupo muito unido. Degrada��o intencional dos sinais dos sat�lites: A disponibilidade seletiva (SA - Selective Availability) � uma degrada��o intencional do sinal imposta pelo Departamento de Defesa americano. A disponibilidade seletiva foi criada para evitar que inimigos militares dos EUA usem um sinal GPS de alta precis�o. O governo americano desabilitou o sistema que provocava a degrada��o intencional em maio de 2000, o que aumentou significativamente a precis�o dos receptores GPS civis. |
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