11 gps – sistema de posicionamento global georreferenciamento de imÓveis rurais feamig
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GPS – Sistema de Posicionamento Global
GEORREFERENCIAMENTO DE IMÓVEIS RURAIS
FEAMIG
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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
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O sistema GPS é dividido em três segmentos:
Segmento Espacial
Segmento de Controle
Segmento do Usuário
Segmentos do Sistema GPS
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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
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Segmento Espacial
ATUAL PLANO ORBITAL DA CONSTELAÇÃO GPS
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Segmento Espacial
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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
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HAVAIIHAVAII
COLORADO COLORADO SPRINGSPRING
ASCENSIONASCENSIONDIEGODIEGOGARCIAGARCIA
Segmento de Controle
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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
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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
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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
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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
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Posicionamento Isolado
Utilização de um único Receptor
Acurácia de 22m
PDOP fator mais importante na determinação
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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
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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
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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
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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
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Multitrajetória
Reflexão em objetos metálicos ou outras superfícies refletoras
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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
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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
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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
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Receptores GPS de Navegação
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Receptores Geodésicos L1
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Receptores GPS L1L2