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O que é GPS?

GPS é a sigla para Global Positioning System, em Português Sistema de Navegação Global. O GPS é um sistema Norte Americano que fornece aos usuários, basicamente, serviços de navegação e posicionamento. Os serviços são mantidos pela Força Espacial Americana, que é responsável por desenvolver, manter e operar todos os segmentos que compõem o sistema GPS.

Fonte: https://www.gps.gov/multimedia/images/GPS-III-A.jpg

Todo o sistema GPS consiste em três segmentos:

  • Segmento Espacial
  • Segmento de Controle
  • Segmento do Usuário

Segmento Espacial

O segmento espacial é composto pela constelação de satélites em órbita que transmitem sinais de rádios para os usuários
do sistema que podem estar na Terra ou próximos dela.

Os EUA são comprometidos a manter em operação, pelo menos, 24 satélites GPS por 95% do tempo. Para cumprir o compromisso
assumido, a Força Espacial Americana mantém em órbita 31 satélites operacionais há mais de uma década.

A constelação de satélites GPS está em órbita ao redor da Terra a uma altitude média de aproximadamente 20.200 km, onde cada
satélite circula a Terra duas vezes por dia.

Fonte: https://ajmas.github.io/?search=

Os satélites GPS estão organizados em órbita de tal forma que garanta ao usuário a disponibilidade de, ao menos, 4 satélites
visíveis em qualquer local da Terra, isso se dá pelo fato dos satélites estarem dispostos em seis planos orbitais equidistantes
entre si, e cada plano orbital possui 4 satélites.

Fonte: https://www.gps.gov/multimedia/images/constellation.jpg

Segmento de Controle

O segmento de controle consiste em uma rede global, em solo terrestre, que rastreia os sinais GPS, monitora suas transmissões, realiza análises e envia comando para a constelação.

Fonte: https://unsplash.com/photos/JkNT3Du2kkw

O Segmento de Controle Operacional (OCS – Operational Control Segment) é composto pela estação de controle principal, uma estação de controle alternativa, 11 antenas de comando e controle e 16 locais de monitoramento.

Fonte: https://www.gps.gov/multimedia/images/GPS-control-segment-map.pdf

Segmento do Usuário

Esse segmento é composto por todos os receptores que de alguma forma são capazes de captar os sinais transmitidos pelos
satélites GPS e convertê-los na posição geográfica onde o receptor está posicionado.

Sinais GPS
Os sinais são transmitidos pelos satélites GPS em frequências da banda L, correspondentes à faixa de frequência de micro-onda de 950 a 2150 Mhz, atualmente denominadas em L1 (1575.42 Mhz), L2 (1227.60 Mhz) e L5 (1176.45 Mhz).

Receptores mais atuais são capazes de rastrear múltiplas frequências simultaneamente.

Os sinais transmitidos pelos satélites enviam aos receptores as mensagens de navegação de cada satélite, as mensagens contêm parâmetros de órbita, dados para correção ionosférica, parâmetros de correção do erro do relógio do satélite e informações do status de cada satélite.

A partir da informação de cada um dos satélites rastreado, por meio do cálculo da distância entre receptor e todos os satélites rastreados, o receptor é capaz de definir sua posição geográfica no globo terrestre.

Fonte: http://what-when-how.com/gps-galileo-dual-rf-front-end-receiver-and-design-fabrication-and-test/positioning-through-satellites-gps/

Aplicações do GPS

Ao longo dos anos o GPS tornou-se elemento fundamental em diversas aplicações da vida moderna, uma vez que atualmente a tecnologia GPS pode ser encontrada em aparelhos celulares, relógios, tratores, receptores para mapeamento e etc. Diante disso, a tecnologia pode ser aplicada em segmentos como:

  • Agricultura
  • Aviação
  • Ambiental
  • Marinha
  • Segurança Pública
  • Controle de desastres naturais
  • Ferrovias, Hidrovias e Rodovias
  • Recreação
  • Mapeamentos
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