Porquê
GPS ?
O sistema G.P.S. (GLOBAL POSITIONING SYSTEM)
nasceu nos USA na década de 70 e foi terminado em 1993. Foi criado
principalmente por motivos militares, para responder à exigência do
Ministério de Defesa dos USA de seguir o percurso das viaturas
militares em terrenos desertos e no mar, de modo a ser possível
determinar a posição em qualquer momento e permitir eventuais
operações de apoio e de salvamento. O G.P.S. é um sistema de
localização de posição que utiliza 24 satélites artificiais, divididos
em grupos de 4 (6x4=24) que rodam em torno da Terra a cerca de 20.200
Km em orbitas distanciadas entre si por um ângulo de 60º (6x60º=360º)
e formam um ângulo de 55º em relação ao plano equatorial. Destes 24
satélites, 21 estão activos enquanto os restantes 3 estão disponíveis
a entrar em funcionamento assim que algum dos 21 deixar de estar activo. O
satélite artificial, de facto, tem uma vida média que para a actual série
é de cerca de 10 anos. Está previsto um plano de expansão
futura que prevê o lançamento de outros satélites em 2002 e em 2010,
para substituir aqueles que perderem a capacidade ou ficarem fora de
serviço.
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O que é o GPS?
GPS
é acrónimo de Global Positioning System, sistema de posicionamento
global. Graças a uma constelação de satélites orbitando em torno da
Terra é possível, se munido de um receptor próprio, revelar indicações
precisas tendo em atenção a própria posição, velocidade e direcção de
marcha. Para fazer isto, o receptor tira partido da informação exacta
proveniente do satélite, guardando o horário e a posição deles no céu.
Esta informação permite determinar o ponto onde se localiza na Terra,
recorrendo a um
principio de triangulação. O sistema está em funcionamento para todo
arco do dia e em graus de modo a fornecer os dados em 3D, relativamente à
posição e à cota.
O sistema GPS foi desenvolvido pelo departamento de
defesa dos USA, e anualmente é melhorado. Os dados da posição
recebidos são extremamente fiáveis e resistentes quanto a vários
distúrbios e interferências.
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Como funciona o GPS?
Cada satélite envia os dados contendo a sua posição exacta (posição e
elevação) e o momento de inicio da transmissão destes dados. O
receptor GPS interpreta esses dados. Com esta informação é possível
medir o intervalo de tempo passado entre o momento da transmissão do
sinal e a sua recepção de modo a determinar a distância que existe
entre o receptor e o satélite. Calculando a distância a pelo menos 3 satélites é
possível determinar a posição corrente sobre a Terra onde está
colocado o receptor. Cada satélite transmite dois tipos de dados: o
"almanaque" e a "efeméride". O "almanaque" fornece informação de tipo
genérico relativamente à posição e o estado dos satélites presentes na
constelação e
pode ser recebido de um qualquer satélite. A "efeméride" fornece informação da posição exacta de cada
satélite, útil para o calculo da distância com o receptor. Cada
satélite transmite a sua própria "efeméride". Quer o "almanaque", quer a
"efeméride" reportam informações fundamentais para o cálculo da posição.
PRECISÃO
O sistema de posicionamento GPS através de um receptor do tipo civil,
actualmente fornece uma precisão de cerca de 25 metros. O nível de
precisão obtida é de longe superior a qualquer outro tipo de sistema
de posicionamento presentemente realizado.
SISTEMA DE COORDENADAS
A posição é logo definida em modo único, para o qual um ponto sobre a
Terra não pode ser confundido com outro. Para fazer isto utiliza-se o
sistema de coordenadas que descreve as posições.
O novo receptor Magellan pode utilizar 12 sistemas diferentes de
coordenadas para indicar um ponto; LAT/LON (latitude e longitude), UTM (Universal Transverse Mercator), OSGB,
Grelha Irlandesa, Finlandesa,
Alema, Francesa, MGRS, Grelha Cliente, Grelha Suiça, TD o Grelha
Sueca.
O sistema de selecção (no SETUP) é determinado pelo tipo de mapa e
carta que se utilizam; é comum querer activar o receptor de modo a
existir um ponto que coincida sobre o mapa.
Sistema
de coordenadas LAT/LON
LAT/LON
é o sistema de coordenadas mais utilizado. Este projecta a linha da
latitude (paralelo) e da longitude (meridiano) sobre a superfície
terrestre. As linhas da latitude são as do equador e as horizontais
paralelas a essa. As linhas da longitude são as linhas verticais
perpendiculares ao equador e que passam pelos pólos. Uma posição é
descrita como a intersecção de uma linha de latitude e uma linha de
longitude. Especificamente, uma posição pode variar de 90º a norte ou
sul do equador (até aos pólos, que são 90º N e 90º S; o equador
representa 0º de
latitude) até 180º Este ou Ocidente do meridiano 0, que corresponde à
longitude 0º (o meridiano zero passa sobre Greenwich, Inglaterra).
A
fracção do grau é o minuto. Um grau equivale a 60 minutos (60'). O
minuto divide-se numa unidade menor - decimal ou segundo. Um minuto
equivale a 60 segundos e escreve-se 60''. Uma mesma posição expressa
em coordenadas LAT/LON pode ser escrita de dois modos, que o receptor
mostra como 25º47.50 ou 25º47'30''.
Sistema
de coordenadas UTM
Outro sistema de coordenadas normalmente utilizado é o UTM (Universal Transverse
Mercator), que geralmente utiliza o mapa terrestre ou cartas
particulares do tipo militar. Sobre a Terra, pode-se concluir que as
coordenadas UTM são mais simples de utilizar que LAT/LON. As
coordenadas UTM são fáceis de usar, mas os dados que o modelo utiliza
são básicos e diferenciados. Nesta secção vem fornecida uma introdução
de UTM muito simplificada. Em vez de projectar uma grelha imaginária
de linhas que se intersectam no globo, o UTM projecta a secção do
globo sobre uma superfície plana. Cada secção destas é chamada uma
"zona". São 60 zonas que compõe toda a Terra entre 84ºN e 80ºS (os
pólos não são descritos no sistema UTM). Cada zona sobre a superfície
terrestre tem uma amplitude de 6º definida a partir de uma projecção que tem
origem no centro da Terra. A posição UTM é composta por 3 elementos: a
zona que se descobre, o movimento a Este e o movimento a Norte. Os
movimentos a Este e a Norte medem a distância em metros da posição da
zona. O movimento a Este é medido em direcção este/oeste e corresponde
à longitude. O movimento a Norte é medido em direcção Norte-Sul e
corresponde à latitude.
Grelha de Atraso Temporal
São linhas de posição (LOP) determinadas pela diferença de tempo
necessária para receber o sinal Loran-C.
O
Loran é um apoio à navegação transmitido via rádio e as coordenadas
TD são bem marcadas sobre uma carta náutica. O receptor pode mostrar a
posição expressa em coordenadas TD efectuando a conversação.
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DGPS
Para obter uma precisão de análise superior à oferta da simples
utilização do receptor GPS, é necessário usufruir de uma correcção
denominada "diferencial" o DGPS. Através de uma estação de referência
(a Terra), é possível obter uma correcção ao ponto encontrado no GPS;
este sistema permite obter precisões extremamente elevadas.
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Aplicações com o GPS
O sistema G.P.S.
é hoje muito usado para vigilância dos TIR e da prevenção dos furtos
destes. O TIR é dotado de um receptor de satélite do tipo G.P.S.
primorosamente escondido, que permite determinar instante a
instante a sua posição com uma precisão de cem metros,
retransmitindo-a continuamente à Central que gere o sistema anti-roubo
através da frequência usada pelos telemóveis, o que garante uma óptima
cobertura sobre o território nacional.
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