Gps (global positioning system)

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  • Publicado : 18 de maio de 2011
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GPS (Global Positioning System)

É um sistema de radionavegação baseado em satélites desenvolvido e controlado pelo departamento de defesa dos Estados Unidos da América (U.S.DoD) que permite a qualquer usuário saber a sua localização, velocidade e tempo, 24 horas por dia, sob quaisquer condições atmosféricas e em qualquer ponto do globo terrestre. 
Depois da segunda guerra mundial, o U.S.DoDempenhou-se em encontrar uma solução para o problema do posicionamento preciso e absoluto.
Decorreram vários projectos e experiências durante os seguintes 25 anos, incluindo Loran, Transit etc. Todos permitiam determinar a posição mas eram limitados em precisão ou funcionalidade. No começo da década de 70, um novo projecto foi proposto, o GPS. 
O GPS tem três componentes: a espacial, a decontrolo e a do utilizador.
A componente espacial é constituída por uma constelação de 24 satélites em órbita terrestre aproximadamente a 20200 km com um período de 12h siderais e distribuídos por 6 planos orbitais. Estes planos estão separados entre si por cerca de 60º em longitude e têm inclinações próximas dos 55º em relação ao plano equatorial terrestre. Foi concebida por forma a que existam nomínimo 4 satélites visíveis acima do horizonte em qualquer ponto da superfície e em qualquer altura.
A componente de controle é constituída por 5 estações de rastreio distribuídas ao longo do globo e uma estação de controlo principal (MCS- Master Control Station). Esta componente rastreia os satélites, actualiza as suas posições orbitais e calibra e sincroniza os seus relógios. Outra funçãoimportante é determinar as órbitas de cada satélite e prever a sua trajectória nas 24h seguintes. Esta informação é enviada para cada satélite para depois ser transmitida por este, informando o receptor do local onde é possível encontrar o satélite.
A componente do usuário inclui todos aqueles que usam um receptor GPS para receber e converter o sinal GPS em posição, velocidade e tempo. Inclui ainda todoselementos necessários neste processo como as antenas e software de processamento.

Como Funciona o GPS?

Os fundamentos básicos do GPS baseiam-se na determinação da distância entre um ponto, o receptor, a outros de referência, os satélites. Sabendo a distância que nos separa de 3 pontos podemos determinar a nossa posição relativa a esses mesmos 3 pontos através da intersecção de 3circunferências cujos raios são as distancias medidas entre o receptor e os satélites. Na realidade são necessários no mínimo 4 satélites para determinar a nossa posição correctamente, mas deixemos isso para depois.
Cada satélite transmite um sinal que é recebido pelo receptor, este por sua vez mede o tempo que os sinais demoram a chegar até ele. Multiplicando o tempo medido pela velocidade do sinal (avelocidade da luz), obtemos a distância receptor-satélite, (Distancia= Velocidade x Tempo). 
No entanto o posicionamento com auxilio de satélites não é assim tão simples. Obter a medição precisa da distância não é tarefa fácil. 
A distância pode ser determinada através dos códigos modulados na onda enviada pelo satélite (códigos C/A e P), ou pela integração da fase de batimento da onda portadora. Esses códigos são tão complicados que mais parecem ser um ruído pseudo-aleatório (PRN-Pseudo-Random Noise), mas de facto eles tem uma sequência lógica. O receptor foi preparado de modo a que somente decifre esses códigos e mais nenhum, deste modo ele está imune a interferências geradas quer por fontes radio naturais quer por fontes radio intencionais, será esta uma das razões para a complexidade doscódigos.
Como o código P está intencionalmente reservado para os utilizadores autorizados pelo governo norte americano, (forças militares norte americanas e aliados) os utilizadores “civis” só podem determinar a distancia através da sintonia do código C/A. 
A distancia é determinada da seguinte forma:
O código C/A é gerado por um algoritmo pseudo-aleatório com um período de 0,001 segundos...
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