Sistema gps

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  • Publicado : 8 de março de 2013
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Funcionamento
Para ter uma noção primária de como o GPS determina uma posição na terra, acompanhe este raciocínio inicial, como uma analogia.
Você está perdido e pergunta a um navegador: onde estou? Ele responde que V. está a 6MN da Ponta Grossa. Isso ajuda mas não resolve porque tudo o que V. pode saber é que está sobre uma circunferência imaginária de 6MN de raio, cujo centro está na PontaGrossa, como mostrado na carta "A" aí ao lado.
Um outro navegador lhe diz que V. está a 3MN da Ponta do Salgado. Bem, agora V. sabe que está também sobre uma outra circunferência imaginária, com 3MN de raio, com centro na Ponta do Salgado. Como se vê na carta "B" aí abaixo, então Você só pode estar em um dos dois pontos assinalados com "1" e "2".
Se um terceiro navegador lhe disser que Você estáa 5MN do Morro do Côco, então V. já pode se localizar. A terceira circunferência imaginária (carta mais abaixo) marcará um único ponto de intersecção entre as 3 circunferências (marcado com um "X"). E é aí que Você estará, na Ilha Chico Manuel.
O funcionamento do GPS baseia-se no uso de satélites como pontos de referência para locais na terra. Eles vão substituir os "navegadores" na analogiaacima. Como estes satélites dão duas voltas na terra por dia, nem sempre todos eles estão visíveis em todos os pontos da terra. Para que uma posição seja determinada, é preciso que pelo menos 3 satélites estejam visíveis, isto é, que estejam acima do horizonte em relação ao ponto a ser determinado.
Acima do horizonte?
É que como os satélites não estão parados sobre a superfície da terra, elesnascem e se põem no horizonte. A constelação de satélites do GPS tem rotas tais que pelo menos 3 estarão sempre visíveis de qualquer ponto da terra.
1. Posição
A determinação da posição baseia-se na trigonometria. Suponha que possamos medir nossa distância a um satélite, e que seja de 20.000km. Isso significa que estamos obrigatoriamente na superfície de uma esfera imaginária no universo, com20.000km de raio, em cujo centro está o satélite considerado.
Reveja essa idéia, substituindo o satélite e você por um avião e um pássaro. Se soubermos que há um pássaro a 200m de um avião, poderemos imaginá-lo acima do avião, abaixo, à frente, atrás, ao lado do avião, enfim, em algum lugar qualquer que esteja a 200m do avião. Este lugar qualquer estará na superfície de uma esfera imaginária com 200mde raio, com o avião bem no seu centro. O pássaro estará em algum ponto da superfície da esfera.
Imagine que possamos medir a distância entre nós e um segundo satélite, que seria de 21.000km, por exemplo. Isso significa que, além de estarmos na superfície de uma esfera com 20.000km de raio, estamos também na superfície de outra, com raio de 21.000km, que é a esfera do segundo satélite. Assimconcluímos que estamos também na superfície de um círculo, determinado pela interseção das duas esferas. Veja este círculo em perspectiva nos desenhos ao lado, publicados originalmente pela Trimble, com legendas traduzidas pelo Popa.
Ao fazermos a medida de nossa distância a um terceiro satélite, digamos que seja de 22.000km, descobriremos que estamos em um de dois pontos pertencentes à interseçãodo disco criado pelas duas primeiras esferas, com a terceira esfera, de 22.000km.
Para sabermos em qual dos dois estamos realmente, poderíamos fazer uma quarta medição, mas normalmente um dos dois pontos está em uma posição ridícula, ou muito longe da terra, ou movendo-se a uma velocidade impossível. Assim, é fácil descartarmos um dos pontos, e descobrirmos nossa posição real. Entretanto, umaquarta medição é muito útil, como veremos adiante.
Em resumo, nossa posição é calculada através da distância entre nós e alguns satélites. Matematicamente, precisamos de 4 satélites para determinar nossa posição exata, mas 3 são suficientes devido ao descarte de uma delas, usando-se lógica apenas.
2. Distância
As distâncias aos satélites são determinadas por uma equação que aprendemos na...
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