1.1) Introdução

O Sistema Navstar GPS nasceu da junção de dois projetos americanos (da Marinha e da Força Aérea) e é um sistema de navegação por sinais de radio baseado em uma constelação de satélites artificiais. O sistema fornece posição tridimensional, navegação e informações sobre o tempo atendendo toda a porção do globo terrestre em qualquer condição meteorológica a qualquer horário o ano inteiro.





1.2) Características do Sistema

Altura orbital : 20200 Km
Período orbital : 12 Horas
Freqüência : 1575 MHz , !228 MHz
Dados de Navegação : X,Y,Z,T
Constelação : 24 satélites
Número de orbitas : 6 órbitas com 4 satélites cada
Relógios dos satélites : césio e rubídio





1.3) Composição do Sistema

Seguimento Espacial: composto por 24 satélites com as características já citadas.

Seguimento de Controle: formado por cinco estações de monitoramento espalhadas pela Terra, com objetivos de monitorar e controlar o sistema de satélites continuamente e atualizar suas informações (efemérides).



Seguimento do Usuário: é composto pelos receptores, ou seja, o usuário.



1.4) Princípio Básico

O sistema é baseado nas medidas de pseudodistâncias, que são as distâncias compreendidas entre o usuário (antena) e o satélite.

A posição geométrica tridimensional de um ponto fica determinada pela medida de três pseudodistâncias, fazendo-se necessário, porém, uma quarta medida devido a não sincronização entre os relógios do receptor e do satélite. Ainda necessita-se conhecer a posição dos satélites.

As distâncias medidas são chamadas de pseudodistâncias devido ao fato de conterem uma incógnita: os erros do relógio dos satélites.








1.5) Sistema de Referência utilizado pelo GPS e o mais utilizado pelo Brasil atualmente

 

São sistemas paralelos, mas que devem ser transformados, ou seja, as coordenadas fornecidas pelo GPS (World Geodetic System-WGS 84) devem ser no próprio software dos receptores transformadas para o sistema utilizado pelo Brasil (South American Datum-SAD 69).



1.6) Estrutura do Sinal GPS

A fim de determinar as pseudodistâncias pode-se utilizar duas observáveis básicas, as quais são: os códigos e as portadoras. Os códigos podem ser o código P (precisão) e o C/A (fácil aquisição), as portadoras podem ser L1 e L2.





1.7) Limitadores Intencionais da precisão do GPS

- Anti-Spoofing (AS) : codifica o código P (precisão)

- Selective Availability (SA) : introduz erros nos sinais de navegação (obs.: atualmente desligado)





1.8) Erros Sistemáticos que influenciam no posicionamento

- Efeitos da Refração Ionosférica: a propagação do sinal sofre atrasos ao passar pela camada ionosférica.

- Refração Troposférica: o sinal sofre os efeitos das condições meteorológicas.

- Efeito Multi-Caminho: ocorre quando o sinal emitido pelo satélite chega à antena do usuário por mais de um caminho.



- Perda de Sinais: ocorre a perda do sinal satélite receptor ocasionada por obstruções naturais e/ou artificiais, alto ruído no receptor ou causada pelo multi-caminho.

- Ruídos no receptor.