Transcript Coordenadas geográficas

Coordenadas geográficas
Latitude
• é definida em relação
ao equador (latitude 0º)
e
exprime-se
pelo
ângulo que o paralelo
que passa pelo lugar faz
com o equador. Este
ângulo é medido sobre
o meridiano.
Longitude
• exprime-se pelo ângulo
entre o meridiano do
lugar e o meridiano de
Greenwich. Todos os
lugares que se encontram
a Este do observatório de
Greenwich têm longitude
Este (E) e os que se
situam a Oeste (W) têm
longitude Oeste.
Altitude
• é o comprimento do segmento vertical
compreendido entre o nível médios das águas
do mar e o local considerado.
Sistema GPS
• O que é?
É uma constelação de 24 satélites que gravitam em torno da Terra em planos
diferentes.
Como é constituído?
Este sistema divide-se em três partes
designadas por:
segmento espacial;
segmento de controlo;
segmento do utilizador.
Segmento espacial
É formado por uma constelação de 24 satélites com
as seguintes características:
• Descrevem órbitas aproximadamente circulares
em torno da Terra, a cerca de
22200 km de altitude, dando duas voltas
completas por dia ( T=12 h).
• As órbitas estão contidas em seis planos que
fazem 60º entre si .
Segmento espacial
• Em cada órbita há quatro satélites para que,
num dado ponto da Terra, estejam em linha
de vista, pelo menos, quatro satélites.
• Obtêm energia de painéis solares que são
constantemente orientados para o sol.
• Cada satélite possui quatro relógios atómicos
cuja precisão é 3 ns (3x10-9 s).
Segmento de controlo
É constituído por cinco estações terrestres : quatro fazem a
observação dos satélites e a quinta é a estação principal de
controlo localizada em Colorado Springs, EUA
Estas estações têm como função:
 Controlar a posição dos satélites, a velocidade e o tempo
marcado nos seus relógios.
 Analisar as condições atmosféricas que introduzem erros
no sistema.
 Efectuar correcções às órbitas e relógios dos satélites
através do envio de informação codificada.
segmento do utilizador
É constituído pelos receptores GPS e por quem os
utiliza.
Os receptores GPS são caracterizados por:
Receber e descodificar os sinais dos satélites.
Poder trocar dados com outros receptores e com
computadores.
Permitir a quem navega, dispor de mapas detalhados
de cidades e endereços úteis, obter a melhor rota até
um local desejado, conhecer coordenadas de posição,
permitindo elaborar um mapa personalizado.
Sistema GPS
• Qualquer satélite demora 12h a dar uma volta completa à
Terra e emite, a intervalos de tempo de 1 ms, um sinal
electromagnético de rádio, diferente de satélite para satélite.
• As radiações electromagnéticas que transportam os sinais
enviados pelos satélites do sistema GPS situam-se na zona das
microondas.
• O aparelho receptor tem capacidade de reconhecer o satélite
emissor, de armazenar dados e efectuar cálculos.
Como localizar um ponto à superfície
da Terra?
• Método da TRIANGULAÇÃO
É um método geométrico que parte do
conhecimento da distância do receptor a um
mínimo de 3 satélites situados no seu
horizonte.
MÉTODO DA TRIANGULAÇÃO
• O receptor calcula a distância
d1 a um satélite 1.
• Qualquer receptor colocado
sobre uma superfície esférica
de raio d1, encontra-se à
mesma distância d1 do
satélite 1.
MÉTODO DA TRIANGULAÇÃO
• O conhecimento da distância d2 a um outro satélite 2
permite dizer que todos os pontos situados numa superfície
esférica com esse raio estão à mesma distância d2.
• Então os pontos situados na circunferência de intersecção
das duas superfícies esféricas estão à distância d1 do satélite
1 e à distância d2 do satélite 2.
• Considerando um
terceiro satélite situado
a uma distância d3 do
receptor, podemos
afirmar que apenas dois
pontos do espaço estão
nas condições
indicadas.
• Em geral, um destes
pontos ou não se
encontra na Terra ou
está muito afastado do
receptor, o que torna
possível, ao efectuar os
cálculos eliminar essa
solução.
Mas…
• …utiliza-se ainda 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.
Cálculo da distância ao satélite
Um satélite envia um sinal num instante t e o receptor recebe o sinal no instante t + Δt
O tempo que o sinal demora a percorrer
a distância é dado por:
Δt = treceptor – tsatélite
Qualquer
sinal
electromagnético
propaga-se à velocidade da luz,
c = 3 x108 m/s
d
v
 d  v  t  d  c  t
t
Em síntese
• Os satélites informam o receptor das suas
localizações, do instante em que é enviada a
informação e sincronizam os relógios. O receptor
GPS processa a informação recebida, determina a
distância a que está de cada um dos três satélites.
• As distâncias calculadas definem três esferas,
cada uma centrada num dos três satélites. A
posição do GPS está contida na intersecção das
três superfícies esféricas.
Os relógios…
• A medição do tempo faz-se de forma directa, com relógios e
cronómetros. A precisão das medições pode ser muito
diferente.
• Quanto mais preciso for um relógio ou cronómetro menor
será o intervalo de tempo que é possível medir .
• Qualquer tipo de relógio possui duas componentes
fundamentais:
 um mecanismo que produz oscilações regulares;
 outro que conta as oscilações e as converte para uma
unidade de tempo (por exemplo, segundos).
Relógios atómicos de quartzo e
mecânicos.
• Consoante estes osciladores sejam mecânicos, electromecânicos ou
atómicos, assim os relógios terão diferentes precisões.
• A precisão dos relógios depende dos osciladores serem mecânicos,
electromecânicos ou atómicos.
• Certos relógios mecânicos são baseados nas oscilações de um
pêndulo.
• Nos relógios de quartzo, o oscilador baseia-se em oscilações de um
cristal de quartzo.
• Os relógios atómicos baseiam-se na frequência das radiações
emitidas, ou absorvidas, por átomos ou moléculas (césio).
• Os relógios mais precisos são os atómicos e os menos precisos são
os de quartzo.