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LOGOFQA
GPS
U n i d a d e 1 d e F Q A – 1 1 . º A n o
Satélites e Movimento Circular Uniforme
Marília Peres e Rosa Pais
Índice
GPS Si t d P i i t Gl b l1 GPS - Sistema de Posicionamento Global1
Coordenadas e Relógios2
Satélites Geoestacionários3
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Movimento Circular Uniforme4
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GPS
GPS“Global Positioning Sistem”“Global Positioning Sistem”
Sistema de Posicionamento Global
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GPS
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GPS
Segmento Espacial
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Estação de Controlo:Monitoriza a orbita de cada satélite.
(As alterações são devidas à atração 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.
GPS
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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
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GPS - Método de Triangulação
O recetor mede a O recetor mede a O recetor mede a
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O recetor mede a distância ao satélite 1.
O navegante pode estar em qualquer
ponto da circunferência.
O recetor mede a distância ao satélite 2. O navegante só pode estar nos pontos de interceção das duas
circunferências
O recetor mede a distância ao satélite 3. A sua posição só
pode estar na interceção das 3 circunferências
Existe um quarto satélite para sincronizar os relógios que estão a bordo dos satélites.
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GPS - Método de Triangulação
9Fonte: Porto Editora
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 recetor sincroniza o seu sinal com o que é emitido por cada satéliteseu 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 recetor e o satélite.
d = c x t
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O GPS utiliza a intersecção de esferas para determinar a posição tridimensional 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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que passa pelo local.
Coordenadas Geográficas
É o arco do equador ou o É o arco do equador ou o valor do ângulo ao centro
da Terra, expresso em graus, medido entre o
meridiano que passa pelo local considerado e o
meridiano de Greenwich (em Inglaterra).
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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 q j gsatélites, 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 parasincronizar os relógios atómicos (altamenteprecisos) que estão a bordo dos satélites e oscronómetros de quartzo menos precisos dos
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recetores.
Tipos de relógio:
- mecânicos (incerteza de 100 ms/dia)
- de quartzo (incerteza de 0,1 ms/dia)
- atómicos (incerteza de 0,1 s/dia)
Tempo
Relógios Mecânicos:
Podem resultar do movimento de um pêndulo, do d s n l m nt d m m l m spi l d t desenrolamento de um mola em espiral ou de outro mecanismo mais complexo.
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Tempo
Relógios de Quartzo:
Baseiam-se nas s il õ s d át m s oscilações de átomos
de silício, que são muito regulares.
O cristal de quartzo, quando recebe uma ddp, torna-se num oscilador.
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Estes relógios são muito sensíveis à temperatura.
Tempo
Relógios Atómicos:Quando um átomo de césio recebe uma radiação (de micro-ondas), este excita-se e ocorre uma transição de eletrões entre dois níveis energéticos Posteriormente estes átomos emitem uma radiação com energéticos. Posteriormente estes átomos emitem uma radiação com uma frequência característica.
É um oscilador de quartzo que regula o gerador de micro-ondas 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
V l d l id d
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- Valores de velocidade
- Cronometragem do tempo
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