DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA TEC 213 TOPOGRAFIA APLICADA À AGRONOMIA

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA (UEFS)

DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA

TEC 213 TOPOGRAFIA APLICADA À AGRONOMIA

LÁIZA THAINÁ PEREIRA DE SOUSA

RAVEL DE CARVALHO CONCEIÇÃO

FÁBIO NASCIMENTO ALMEIDA

Universidade Estadual de Feira de Santana - UEFS

FEIRA DE SANTANA

2018

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LÁIZA THAINÁ PEREIRA DE SOUSA

RAVEL DE CARVALHO CONCEIÇÃO

FÁBIO NASCIMENTO ALMEIDA

Universidade Estadual de Feira de Santana - UEFS

GNSS (Sistema de Navegação Global por Satélite)

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FEIRA DE SANTANA

2018

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO

O mundo vive numa corrida contra o tempo, cada vez mais se exige rapidez e agilidade nas comunicações de dados e telefonia, as pessoas têm pressa. Com o advento dos computadores e da internet tornou-se necessário um sistema global que conectasse tudo e todos ao mesmo tempo como uma importante transação bancária realizada entre duas instituições financeiras de países diferentes que não pode conter erros. Os relógios de ambas devem estar sincronizados para que a transação seja efetuada com sucesso. Este sincronismo é obtido através da utilização de sistemas de navegação por satélite, que permitem determinar o tempo de maneira extremamente precisa, na casa do nano segundo. Esta é apenas uma das diversas aplicações não usuais do sistema de navegação por satélite, que inclui navegação marítima, segurança pessoal, agricultura de precisão, lazer, aviação civil, meio ambiente, além das áreas de levantamento e mapeamento topográfico.

O GNSS (Global Navigation Satellite System) surgiu em 1960 com o lançamento nos Estados Unidos do primeiro satélite Transit, utilizando o princípio do Doppler. Sete anos depois é lançado o primeiro satélite Timation, da marinha americana, e, no ano de 1978, é colocado em órbita o primeiro satélite GPS, do Bloco I. O GNSS é um sistema que permite a localização geográfica de um ponto em qualquer parte do mundo, e engloba os sistemas de navegação atualmente disponíveis: GPS, GLONASS e o GALILEO.

Este trabalho visa apresentar de modo objetivo como funciona o sistema de navegação global por satélite, seus equipamentos e produtos, como pode ser utilizado na agricultura, quais são as vantagens e desvantagens do uso desse sistema e os custos envolvidos.

EQUIPAMENTOS

O sistema GPS é composto por três componentes: o espacial, a de controle e a do utilizador.

O componente espacial é constituído por uma constelação de 24 satélites em órbita terrestre aproximadamente a 20200 km com um período de 12h siderais e distribuídos por 6 planos orbitais. Estes planos estão separados entre si por cerca de 60º em longitude e têm inclinações próximas dos 55º em relação ao plano equatorial terrestre. Foi concebida por formar a que existam no mínimo 4 satélites visíveis acima do horizonte em qualquer ponto da superfície e em qualquer altura.

O componente de controle é constituída por 5 estações de rastreio distribuídas ao longo do globo e uma estação de controle principal (MCS- Master Control Station). Este componente rastreia os satélites, atualiza as suas posições orbitais e calibra e sincroniza os seus relógios. Outra função importante é determinar as órbitas de cada satélite e prever a sua trajetória nas 24h seguintes. Esta informação é enviada para cada satélite para depois ser transmitida por este, informando o receptor do local onde é possível encontrar o satélite.

O componente do utilizador inclui todos aqueles que usam um receptor GPS para receber e converter o sinal GPS em posição, velocidade e tempo. Inclui ainda todos elementos necessários neste processo como as antenas e software de processamento.

Os Receptores GPS fazem a leitura das informações emitidas pelos satélites em órbita e o calculo das coordenadas geodésicas (latitude, longitude e altitude geométrica).

Dependendo da sua precisão, os receptores são classificados como de Navegação, Topográficos ou Geodésicos.

Os receptores de Navegação fazem a gravação das coordenadas obtidas, mas não registram as observáveis (dados brutos). Usualmente utilizam o código C/A e tem precisão de aproximadamente 10 metros, sendo utilizados, principalmente, localização instantânea e navegação (automotiva).

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Os receptores topográficos têm capacidade de gravar dados brutos das observáveis. A principal é da fase L1 (o código C/A também pode ser lido e gravado) e sua precisão é em geral abaixo de 3m, podendo chegar a submétrica, quando realizada a correção diferencial (processamento em relação a bases fixas de coordenadas conhecidas). Suas principais aplicações são: mapeamento (SIG), saneamento, cadastramento de feições de interesse, cadastramento urbano, cadastro elétrico e Cadastro Ambiental Rural (CAR).

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Os receptores geodésicos, assim como os topográficos, gravam os dados brutos das observáveis. As principais são as fases L1 e L2, sendo que sua precisão é centimétrica quando realizado o pós-processamento de dados. As aplicações são voltadas para obras (grandes construções), levantamentos topográficos, georreferenciamento de Imóveis Rurais e posicionamento de alta precisão.

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FUNCIONAMENTO

Cada satélite do sistema emite sinais de rádio de forma muito precisa, simultânea e ininterrupta. Os sinais de rádio utilizados para posicionamento global são enviados em duas frequências que operam na Banda L. Esse sinal transmitido em fase contém: a) códigos de precisão (código P) que só podem ser decodificados pelos receptores de uso militar e possuem maior acurácia; b) códigos gerais de posicionamento (código C/A) que são captados pelos receptores disponíveis no mercado para uso civil; c) informações da órbita do satélite ou seja, efemérides, que são transmitidas de forma ininterrupta; d) almanaque, ou seja, informações a respeito da órbita de cada satélite da constelação e; e) um modelo de correção ionosférica. Além dos sinais mencionados, o sistema também emite sinais utilizados para telemetria, para fins militares e um detector nuclear.