LOGOFQA
U n i d a d e 1 d e F Q A – N í v e l 2
GPS e MCUSatélites e Movimento Circular Uniforme
Marília Peres e Rosa Pais
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Índice
GPS - Sistema de Posicionamento Global1
Coordenadas e Relógios2
Satélites Geoestacionários3
Movimento Circular Uniforme4
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GPS
Estação de Controlo:Monitoriza a orbita de cada satélite.
(As alterações são devidas à atracção gravitacional e à pressão da radiação solar
Utilizadores:
Recebem sinais de 4 satélites, o que se traduz
na informação de: coordenadas de posição;
velocidade e cronometragem.
Segmento Espacial
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GPS
Segmento Espacial: Constelação de 24 satélites, que distam cerca de 20 200 km da superfície terrestre.
6 órbitas diferentes, com 4 satélites em cada órbita
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GPS - Método de Triangulação
O receptor mede a distância ao satélite 1.
O navegante pode estar em qualquer
ponto da circunferência.
O receptor mede a distância ao satélite 2. O navegante só pode estar nos pontos de intercepção das duas
circunferências
O receptor mede a distância ao satélite 3. A sua posição só
pode estar na intercepção das 3 circunferências
Existe um quarto satélite para sincronizar os relógios que estão a bordo dos satélites.
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GPS
O satélite envia um sinal que contém informação sobre a sua posição na órbita e a “hora” t marcada no seu relógio atómico. O receptor sincroniza o seu sinal com o que é emitido por cada satélite.
Determina o intervalo de tempo (∆t) entre o instante em que recebeu o sinal e o instante em que ele foi enviado pelo satélite.Multiplicando o intervalo de tempo pela velocidade do sinal (≃3x108 ms-1)sabemos qual é a distância entre o receptor e o satélite.
d = c x ∆t
O GPS utiliza a intersecção de esferas para determinar a posiçãotridimensional cujas coordenadas são a latitude, a longitude e a
altitude.
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Coordenadas Geográficas
É o arco do meridiano ou o valor do ângulo ao centro da Terra, expresso em graus, medido entre o equador e o paralelo que passa pelo local.
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Coordenadas Geográficas
É o arco do equador ou o valor do ângulo ao centro
da Terra, expresso em graus, medido entre o o
meridiano que passa pelo local e o meridiano de
Greenwich (em Inglaterra).
É o comprimento do segmento compreendido entre o nível médio das águas do mar e do local considerado.
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Tempo
A posição dos satélites do sistema GPS deve ser conhecida com grande exactidão.
Basta que haja um desvio de 10-6 s entre os relógios de dois satélites, para que a posição de um ponto à superfície da Terra seja afectada pela incerteza de 300 m .
Utiliza-se um quarto satélite cujo sinal serve para sincronizar os relógios atómicos (altamente precisos) que estão a bordo dos satélites e os cronómetros de quartzo menos precisos dos receptores.
Tipos de relógio:- mecânicos (incerteza de 100 ms/dia)- de quartzo (incerteza de 0,1 ms/dia)- atómicos (incerteza de 0,1 s/dia)µ
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Tempo
Relógios Mecânicos:
Podem resultar do movimento de um pêndulo, do desenrolamento de um mola em espiral ou de outro mecanismo mais complexo.
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Tempo
Relógios de Quartzo:
Baseiam-se nas oscilações de átomos de silício, que são muito regulares.
O cristal de quartzo, quando recebe uma ddp, torna-se num oscilador.
Estes relógios são muito sensíveis à temperatura.
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Tempo
Relógios Atómicos:Quando um átomo de césio recebe uma radiação (de microondas), este excita-se e ocorre um transição de electrões entre dois níveis energéticos. Posteriormente estes átomos emitem uma radiação comuma frequência característica.
É um oscilador de quartzo que reguila o gerador de microondas e que estabiliza com radiação emitida pelo césio, que produz os sinais do relógio atómico.
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GPS
- Localizar;
- conduzir ao longo de um percurso;
- navegar;
- mapear;
- medir tempos.
Recebe os sinais emitidos por quatro satélites e faz o processamento do dados traduzindo-os em:
- Coordenadas de posição
- Valores de velocidade
- Cronometragem do tempo
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GPSPáginas do GARMIN Geko 101:
Menu Satellites Map Pointer Waypoint
Guarda a localização actual como waypoint Gestão de waypoints Formatação do tempo Unidades Definições
Estado Precisão da posição actualIntensidade do sinal dos satélites
Waypoints Trajectória (track) Escala
Waypoint-coordenadas de um local de determinada trajectória
Próximo waypoint Distância até ao waypoint Direcção até ao waypoint Velocidade
Símbolo Nome (até 6 letras) Altitude Coordenadas