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Quinta-feira, 07 de abril de 2005 - 14h35m

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Aplicações de GPS - Sistema de Posicionamento Global



Por Édson Luis Bolfe* e Luciana Suaid Tomazi Vasco**

O homem, por possuir um senso natural de orientação, desenvolveu ao longo do tempo diferentes e refinados meios para saber onde está em qualquer ponto da Terra. Durante muito tempo, a humanidade utilizou-se de recursos naturais para se orientar, como o sol, as estrelas, acidentes topográficos, direção predominante dos ventos, etc.

Mas a evolução científica e tecnológica influenciou de forma decisiva o desenvolvimento da Geodéisa e da Cartografia. As observações de satélites artificiais iniciaram-se aproximadamente na década de sessenta e revolucionaram as técnicas de posicionamento. O primeiro sistema de satélites artificiais utilizado foi o TRANSIT, que teve seus fundamentos idealizados com o objetivo de navegação. Teve como idéia básica a localização sobre a Terra de uma antena receptora de sinais, emitidos por satélites artificiais em órbita terrestre de posições perfeitamente conhecidas.

Atualmente, uma das formas mais simples de se obter coordenadas de pontos amostrais é por meio do uso de um receptor de GPS. Este determina, além da localização de um ponto qualquer, a velocidade e o tempo. O sistema GPS foi desenvolvido pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos (DOD) na década de 70 e entrou em atividade em 06 de janeiro de 1980.

Os satélites geodésicos são observados com dois propósitos: navegação e posicionamento. Nos dois casos o que se quer é a posição de um ponto. O sistema mais conhecido é o Global Position System ou Sistema de Posicionamento Global (GPS). Além do sistema GPS, também existem outros, onde destacam-se o sistema russo em operação, chamado de GLONASS, e o sistema europeu, chamado GALILEU, que estará em operação a partir de 2008.
O sistema GPS é constituído por três segmentos: espacial, controle e usuário.

O segmento espacial é constituído por 24 satélites em órbita a 20.200 km de altitude. Cada satélite move-se, acima da superfície da Terra, numa velocidade de 2.000 mph, completando uma órbita a cada 12 horas. As órbitas são arranjadas para que cada satélite repita a mesma trajetória uma vez a cada 24 horas. Assim, em qualquer ponto da Terra, num dado momento, é possível obter informações de no mínimo quatro satélites. Dessa forma, utilizando-se os receptores de GPS, é possível localizar qualquer ponto por meio de suas coordenadas, isto é, latitude e longitude (Coordenadas Geográficas) ou mN e mE (UTM - Universal Transversa de Mercator), ou ainda outro sistema coordenadas qualquer.

Já o segmento controle é composto por uma estação de controle mestre (GPS Master Control Station), localizada na base da Força Aérea Americana, no Colorado, e quatro outras estações de monitoramento, localizadas em torno da Terra (Havaí, Nova Zelândia, Índia e no meio do Atlântico). Estas estações monitoram e controlam os sistemas dos satélites GPS, acompanhando suas rotas, velocidades e localizações. As estações transmitem dados para os satélites em órbita, que, por sua vez, os retransmitem de volta à Terra para uso nos receptores GPS.

No segmento usuário, qualquer receptor que esteja ligado recebe as informações que os satélites transmitem continuamente, informando a identificação do satélite que está mandando a informação, sua posição e exatamente qual é o tempo. O receptor GPS utiliza estes dados e calcula a posição dos satélites e conseqüentemente sua própria posição. Para a determinação de uma posição (latitude, longitude e altitude) são necessários dados de no mínimo quatro satélites simultaneamente.

A precisão instantânea de um receptor GPS era inicialmente da ordem de 100 m. A partir de 1° de maio de 2000, o governo norte-americano deixou de introduzir "ruídos", tornando o sistema mais preciso (aproximadamente 5 m) nos GPS de navegação. Essa precisão pode ser elevada com o uso do sistema DGPS (Differential Global Positioning System). Este sistema recebe informações adicionais de uma estação terrestre próxima e de posição conhecida que capta os sinais dos satélites e corrige diversos erros (atrasos da troposfera, desajustes no relógio etc.). Estas correções podem ser enviadas por sinais de rádio que são interpretados pelo DGPS e aumentam a precisão.

O advento do GPS revolucionou as técnicas de posicionamento levando o cidadão comum a utilizá-las das formas mais variadas. Muitas áreas já tem o GPS inserido em suas atividades. Dos grandes trabalhos científicos aos momentos de lazer esta ferramenta está cada vez mais presente. As aplicações crescem a cada dia: navegação aérea, marítima e terrestre, mapeamentos urbanos e rurais, agricultura de precisão, segurança contra furto de veículos, localização de incêndios, apoio na definição de trilhas, rallys, etc. Os avanços tecnológicos permitem o surgimento de receptores cada vez menores e mais precisos. Por isso, não é exagero dizer que chegaremos ao dia em que nossos relógios de pulso, além da hora, nos apresentarão coordenadas através do GPS.


*Pesquisador da Embrapa Tabuleiros Costeiros. bolfe@cpatc.embrapa.br
**Engenheira Agrimensora do IBGE – SE. lutomazi@ibge.gov.br


Fonte: Edson Luís Bolfe
















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