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TÓPICO: Como o GPS funciona?

Como o GPS funciona? 06 Nov 2011 16:18 #103275

Descubra como é o processo de geolocalização e como as informações chegam para você de forma correta e imediata

www.olhardigital.com.../como_o_gps_funciona

Popularmente conhecido como GPS, o Sistema de Posicionamento Global não se trata de nada muito novo: ele foi criado em 1973. O GPS veio para superar as limitações dos sistemas de navegação da época. Ele é capaz de fornecer a um aparelho receptor móvel a sua posição, com precisão de metros, em qualquer ponto do planeta Terra.
Uma constelação formada por 48 satélites envia, constantemente, sinais perpendiculares para a Terra. E, além dessa posição vertical, cada um desses satélites tem certo ângulo – que é necessário para atingir os milhões de aparelhos que hoje estão espalhados pelo planeta. Os aparelhos receptores combinam os sinais de pelo menos quatro satélites diferentes simultaneamente para determinar em que posição você se encontra.
Helder Azevedo, diretor de vendas da NAVTEQ, explica que essa posição precisa ser representada em um mapa, que tem que ser construído com uma precisão de tal forma que aquela latitude e longitude sejam bem representadas na rua em que o usuário estiver.
Ou seja, além dos satélites, 3 componentes são indispensáveis para que o GPS funcione com precisão: o hardware tem que ser de boa qualidade para "recepcionar" bem os sinais enviados; o mapa precisa ser bem desenhado; e o software do dispositivo precisa estar bem programado para fazer todos os cálculos com rapidez.
No início, o uso do GPS era exclusivamente militar. Aliás, essa constelação de satélites pertence ao Departamento de Defesa dos Estados Unidos. E, por se tratar de algo de "defesa", a precisão original do GPS é milimétrica. Para não dar um tiro no próprio pé, o governo americano impõe a chamada "disponibilidade seletiva". Trata-se de um erro induzido ao sinal dos satélites que impede que aparelhos comerciais tenham precisão inferior a 90 metros.
Mas, então, quer dizer que todo GPS está quase 100 metros errado? Não, não é bem assim. Algumas empresas já negociaram com o governo americano, e conseguiram autorizações para corrigir esse erro nos aparelhos comerciais.
Helder explica que os satélites passaram a enviar sinais com erros variáveis. Ele cita como exemplo quem usa relógios com GPS. Para esses usuários, mesmo quando estão parados, o sistema diz que ele está em movimento. Esse é um erro que vai oscilando propositalmente para tirar a precisão do GPS comercial.
Apesar da correção, claro, quem usa sabe que o GPS ainda erra. Isso tem 2 possíveis culpados: ou o mapa foi mal feito ou o receptor não é de boa qualidade. Para fugir desses "desvios", procure sempre um dispositivo de marca confiável e de qualidade. Equipes usam ferramentas especiais para garantir que quando o seu dispositivo indica que você está em determinada posição, você realmente esteja ali...e não a 2 quilômetros de distância.
Agora que você já sabe como funciona o GPS, que tal ir mais fundo e saber como são construídos esses mapas e toda informação que vai parar na tela do dispositivo? Acesse os links que estão junto dessa matéria e confira! Descubra também como os aparelhos de GPS mais modernos monitoram até o trânsito pra você. E, mais: veja os testes que já foram feitos com alguns desses aparelhos. Super útil, caso você ainda não tenha escolhido o seu. Acesse e aproveite!

GPS: testamos 3 modelos. Saiba qual agradou mais

Monitoramento de trânsito: como as informações em tempo real

Laboratório Digital: Testamos 4 GPS das marcas mais conhecidas

Sabe como as imagens do seu GPS chegam até você?


fonte: Olhar Digital
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Os seguintes usuários disseram Obrigado: Caio Junior

Re: Como o GPS funciona? 06 Nov 2011 16:52 #103279

Olha! matéria muito interessante, eles testaram 4gps, mas meu multilaser nunca me deixou na mão. Pena que eles não testaram o multilaser tracker tv. Abraço!
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Re: Como o GPS funciona? 06 Nov 2011 17:24 #103281

Grande Adailton,

Otimo tópico. Muita gente usa os GPSs, especialmente os automotivos, sem ter muita noção de como a coisa funciona. É sempre bom relembrar os princípios desta tecnologia para os mais novatos.

Só um detalhe... o Helder Azevedo se enganou quando falou sobre a disponibilidade seletiva. Isso não existe mais, foi abolido pelo presidente Clinton no ano 2000. A precisão dos aparelhos civis é da ordem de 10m, (era de 100m na época da disponibilidade seletiva). Os aparelhos militares americanos têm precisão bem melhor do que isso, da ordem de poucs cm, por decodificarem um sinal especial, o chamado "P(Y)", ao qual os receptores civis não têm acesso. Mas a disponibilidade seletiva deixou de ser usada há muitos anos.

Lembro bem de quando a precisão de nossos aparelhos era de 100m, e sonhávamos com precisão melhor que isso. De um dia para outro, por decreto, a precisão de todos nossos receptores foi melhorada por um fator de 10X.

Que presentão, Sr. Clinton!

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Re: Como o GPS funciona? 17 Nov 2011 15:27 #105504

BrunoBL,

Muito bem lembrado!!! se a tal “disponibilidade seletiva” ainda estivesse em vigor certamente o uso do GPS não teria se popularizado tanto.

Para quem é iniciante no assunto, vale lembrar que não existe só a “constelação” GPS, Os Russos já tem uma constelação com cobertura global e se chama GLONASS, alias, nos meios especializados o termo GPS esta sendo substituído pelo termo GNSS - Global Navigation Satellite System (Sistemas Globais de Navegação por Satelite), que é um termo mais genérico para se referir a todos os sistemas de navegação por satélite. Neste momento existem dois sistemas em operação, o conhecido GPS (Norte-americano) o GLONASS (Russo). Encontram-se, ainda outros dois em desenvolvimento, o Galileo (Europeu) e o Compass (Chinês).

Saudações,
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Re: Como o GPS funciona? 18 Nov 2011 20:33 #105807

Salve, mnetto,

Ah, e tem também o QZSS, japonês, que por seu tipo particular de órbita (extremamente alongada), fica sempre sobre a Oceania (não tem cobertura global). Os russos têm satélites de comunicações com órbitas semelhantes para dar cobertura ao extremo norte de seu território, que não é bem coberto pelos satélites geo-estacionários tradicionalmente usados em comunicações. Assim, conseguem ficar a maior parte do tempo sobre a Sibéria. Muito maluco, isso.

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Re: Como o GPS funciona? 22 Nov 2011 11:26 #106616

Pelo que sei, o QZSS é um sistema de satélites e estações terrestres que fornece correção melhorando a precisão do GPS, ou seja, funciona como um “acessório” do GPS, não sendo possível fazer posicionamento ou navegação só com ele. Está na mesma categoria do WAAS e do OmniSTAR.

Destes sistemas vale um destaque para o OmniSTAR, por ter maior cobertura e ser muito usado no Brasil principalmente na chamada agricultura de precisão. O OmniSTAR também é um sistema de satélites e estações terrestres que fornecem correção ao GPS.

Funciona da seguinte maneira, Você compra um equipamento GPS que tem a opção de receber também os sinais OmnisTAR, contrata os serviços de assinatura pela qual terá de pagar anuidade (O representante no Brasil esta em São Paulo) então , quando esta navegando, o seu equipamento recebe, alem do sinal GPS, as correções via satélite do sistema OmniSTAR. Com o uso da correção o seu erro de posicionamento fica menor do que 10 cm.
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Re: Como o GPS funciona? 22 Nov 2011 12:14 #106634

O QZSS pode fornecer o posicionamento de forma independente de satélites GPS ou de outros sistemas, fornecendo posicionamento autônomo. Mas pelo formato esdrúxulo da órbita e a reduzida quantidade de satélites (provavelmente resultando numa geometria não muito favorável à triangulação), o posicionamento usando exclusivamente o QZSS é inferior ao GPS ou outros GNSSs, o tornando de fato um sistema "acessório", usado para melhorar a precisão dos outros sistemas de navegação por satélites, de forma semelhante ao WAAS, OmniStar ou DGPS. A diferença é que enquanto aquele tem reduzida precisão se operado de forma autônoma, estes funcionam exclusivamente associados a um sistema "principal" de posicionamento por satélites.

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Re: Como o GPS funciona? 22 Nov 2011 12:39 #106640

Quando falha o Sistema GPS eu uso o PPS.
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Re: Como o GPS funciona? 23 Nov 2011 09:55 #106931

BrunoBL,

Confesso que havia escutado falar do QZSS só uma vez, em uma palestra sobre GNSS, e o palestrante só comentou que era (assim como o WASS e o OmniSTAR) um sistema para melhorar a precisão GPS. Na verdade, o palestrante deu mais ênfase ao IRNSS (Sistema de navegação Indiano) que deveria ficar completo em 2012 (mas que já esta atrasado e ate o momento não foi lançado nenhum satélite). O IRNSS é um sistema de posicionamento regional, com previsão de operar com 7 satélites, totalmente independe dos outros sistemas para funcionar.

Por curiosidade hoje dei uma espiada no site da JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) e fiquei conhecendo um pouco mais sobre o QZSS. Para os que, assim como eu, não conhecia nada do sistema, segue um pequeno comentário do que vão encontrar na pagina da agencia Japonesa.

O nome Satellite System Quasi-Zenith foi escolhido porque os satélites aparecerão quase no zênite sobre a região do Japão (zênite é o ponto exatamente acima do lugar ocupado pelo observador). Como para ter um posicionamento tridimensional é necessario ter sinal de pelo menos 4 satelites, a justificativa para a criação do QZSS foi a de que em algumas áreas urbanas ou montanhosas do Japão, as vezes não é possível rastrear 4 satélites GPS ou os sinais dos satélites são freqüentemente prejudicados levando a erros significativos. Tendo constantemente 1 satélites posicionados no zênite, a chance de ter sempre no mínimo 4 satélites visíveis aumenta consideravelmente. Alem disto o QZSS visa melhorar a precisão a nível de centímetro pela transmissão de sinais de apoio ou por outros meios.

Não é o mesmo satélite que ficara acima do país o tempo todo. Para ter pelo menos 1 satélite deslocando perto do zênite do Japão, o sistema vai contar com 3 satélites, Cada satélite ficara diretamente sobre o Japão por cerca de oito horas.

Ate momento só foi lançado 1 satelite (no dia 11 de setembro de 2010). O QZSS (Japones) é totalmente compativel com o GPS (americano)
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Re: Como o GPS funciona? 23 Nov 2011 10:10 #106939

No excelende e exclarecedor comentário acima, Sr. BrunoBL citou a tecnica DGPS, so para evitar confusão ao leitor menos avisado, a técnica DGPS não é sinônimo nem exclusividade do OmniSTAR, (eu, por exemplo, já utilizei a técnica DGPD e nunca usei o OmniSTAR) o DGPS é uma técnica usada para melhorar a posição do GPS, podendo chegar a casa dos milímetros.

O DGPS (ou GPS com correção diferencial) consiste em deixar um GPS ligado num local de coordenadas conhecidas (BASE). Então o GPS (BASE) faz a leitura da sua posição naquele instante e compara com as coordenadas CONHECIDAS do local que está instalado. Com estes dados ele determina o erro que esta ocorrendo naquele instante e informa aos GPSs dos usuários qual a correção que deve ser aplicada naquele momento.

Existe varias formas de fazer A CORREÇÃO, que pode ser PÓS-PROCESSADO, quando os dados, tanto do GPS BASE como o do GPS de campo ou MOVEL, são gravados e só depois no escritório é feita a correção, muito usado em topografia.

Ou DGPS em TEMPO REAL, quando os dados para a correção são enviados instantaneamente para o outro GPS, que pode ser via satélite (no caso o OmniSTAR) ou através de radio, internet ou telefone GSM, muito usado na Agricultura de precisão e aviação agrícola.

Uma técnica especifica de DGPS é o RTK, que significa Real Time Kinematic, ou posicionamento cinemático em tempo real, muito usado em topografia, agricultura de precisão, c0om o uso desta técnica os tratores com piloto automático trabalham com uma precisão de 3 cm
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Re: Como o GPS funciona? 23 Nov 2011 10:13 #106941

Sier,

Aqui em goiás, se voce usar a tecnica PPS vai ficar mais perdido ainda rs...
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Re: Como o GPS funciona? 23 Nov 2011 10:40 #106945

Aproveitando o comentário do Sier sobre o PPS, ja me falaram PPP (Parar Para perguntar) Realamente existe uma técnica chamada PPP Posicionamento por Ponto Preciso, mais usada em topografia. No brasil ela é fornecida pelo IBGE, voce tira um ponto com GPS de precisão, envia para o IBGE através do site, e eles envia de volta as coordenadas corrigidas.

O IBGE tem uma rede de 92 estações GPS espalhadas pelo Brasil funcionando 24 horas, é a RBMC - Rede Brasileira de Monitoramento Continuo
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Re: Como o GPS funciona? 23 Nov 2011 11:25 #106954

mnetto

Pior em MG que diz é logo ali, "um tirinho de espingarda", você tem que atravessar o estado para chegar rs...
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Re: Como o GPS funciona? 23 Nov 2011 12:09 #106973

Este é um assunto bem interessante.

Nestas mensagens sobre o QZSS, talvez alguém aqui se tenha perguntado como é possível um satélite ficar quase "parado" sobre o Zênite (o ponto mais "alto" no céu, bem acima de sua cabeça) durante tanto tempo. Bem, qualquer satélite geo-estacionário visto da superfície terrestre parece ficar "parado" num ponto qualquer do céu, uma vez que sua órbita é é localizada sobre a Linha do Equador e sincronizada com a rotação da Terra.

Mas:

1. Satélites de navegação não são geo-estacionários. Se fossem, ficariam todos enfileirados sobre a Linha do Equador, resultando numa geometria muito ruim para triangular o posicionamento do usuário; e

2. No Japão, qualquer satélite geo-estacionário estará pelo menos uns 35 graus abaixo do Zênite, não sendo, portanto, possível um satélite estacionado próximo a Zênite para este país.

O que fazer, então, para ter um satélite "quase parado" no Zênite de uma localidade qualquer que seja afastada da linha do equador?

Aqui é necessário distinguir entre os satélites geo-estacionários, descritos acima, e os geo-síncronos: Estes são quase idênticos aos anteriores (também orbitam a Terra em períodos de 24h), mas suas órbitas não ficam exatamente sobre a linha do equador, como aqueles, mas num ângulo. Visto de um ponto qualquer da superfície terrestre, eles não ficam "imóveis", mas têm um movimento aparente ao longo de uma linha norte-sul, com período de 24h.

Se a órbita destes satélites não for circular, mas elíptica e extremamente alongada, um observador no solo verá este satélite percorrer a parte da trajetória ao longo da linha norte-sul com certa velocidade (na parte da órbita mais próxima da Terra), e à medida que se afasta da terra, o movimento aparente no céu fica cada vez mais lento, até quase parecer "parar". Na meia-órbita seguinte, voltará a "acelerar" sua trajetória aparente no céu.

O que se fez no caso do QZSS (e de outros satélites, como os de comunicação para a Sibéria) é posicionar a órbita de tal forma que a parte mais afastada (apogeu) da mesma esteja sobre o ponto desejado na superfície da Terra (Japão, Sibéria, etc). Na localidade escolhida, o satélite parecerá "quase parado" sobre o Zênite durante a maior parte do dia, levando apenas poucas horas para se deslocar ao longo de posições aparentes mais baixas no céu.


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Re: Como o GPS funciona? 23 Nov 2011 12:10 #106974

Fiquei com medo de perguntar: PPS é "Pergunte no Posto Shell"? :laugh: :laugh:

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Re: Como o GPS funciona? 23 Nov 2011 12:19 #106978

É isto mesmo Brunobl

Pergunte Para Saber rs...
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