www.davi.ws
www.davi.ws

   GUERRA ELETRÔNICA | ANÁLISE OPERACIONAL | JOGOS DE GUERRA | ESTATÍSTICA | CRIPTOGRAFIA | GPS
Histórico | Características | Princípio de Funcionamento | GPS Diferencial | Aplicações

Global Positioning System
(Sistema de Posicionamento Global - GPS)

      Os principais objetivos do NAVSTAR-GPS são:
           a) Auxílio à navegação em três dimensões com elevada precisão nos cálculos de posição (10 a 30 metros), mesmo com usuários sujeitos a altas dinâmicas;
           b) navegação em tempo real;
           c) alta imunidade a interferências;
           d) cobertura global, 24 horas por dia;
           e) rápida obtenção das informações transmitidas pelos satélites.
     No GPS básico a posição e a velocidade do usuário são obtidas através de triangulação (cômputo da posição 3-D a partir do conhecimento da posição de três "fixos" e da posição relativa entre o usuário e cada "fixo").

HISTÓRICO

      O GPS é um sistema de navegação por satélites desenvolvido pela Força Aérea dos EUA durante as décadas de 70 e 80 e colocado em operação na década de 90.
      Os primeiros programas desenvolvidos pelos EUA para implementar um sistema de navegação por satélites resultaram nos sistemas TRANSIT (inicialmente denominado Navy Navigation Satellite System - NNSS, ou NAVSAT) e TIMATION (de TIMe navigATION) ambos sob a responsabilidade da Marinha norte-americana através do NRL (Naval Research Laboratory), em 1958 e 1964, respectivamente.
      Durante a implementação do sistema TIMATION, os problemas encontrados foram sendo solucionados dando origem a um novo sistema denominado Navigation Technology Satellite - NTS que incorporava técnicas modernas tanto no princípio de operação quanto na fabricação. O sistema NTS seria o precursor imediato do NAVSTAR-GPS.
      Os sistemas TRANSIT, TIMATION e NTS utilizam o prinçipio do efeito Doppler (devido ao deslocamento do satélite em relação ao usuário) para a determinação da posição do usuário.
      Em 1964 a USAF iniciou o estudo para a concepção do SYSTEM 621B, que utilizava o princípio do tempo de propagação das ondas eletromagnéticas entre o transmissor (satélite) e o receptor (usuário) para determinação da posição do usuário.
      O Departamento de Defesa (DoD) dos EUA uniu esforços da Marinha e da Força Aérea e utilizou toda a experiência adquirida com os projetos TRANSIT, TIMATION, NTS e 621B para a concepção do novo NAVSTAR-GPS.
      Três satélites do sitema TIMATION foram lançados entre 27 de maio de 1967 e 14 de julho de 1974, este último coincidindo com o primeiro satélite do sistema NTS.
      O satélite TIMATION III co-batizado de NTS-1 já possuia algumas das características do futuro GPS, tais como duas frequências de transmissão banda-L e relógios atômicos.
      Os satélites NTS-2 e NTS-3 foram colocados em órbitas de 19.800 km de altitude, semelhantes às órbitas dos atuais satélites do GPS, em contraste com as órbitas anteriores dos satélites TIMATION I e II a 950 km e TIMATION III/NTS-1 a 13.500 km.
      Os pesos evoluiram de 39 kg a 490 kg. As potências elétricas de 6 W para 450 W. As frequências de transmissão em UHF (150 MHz a 400 Mhz) para as faixas de GigaHertz. E, finalmente, as precisões dos relógios de 3 partes em 10 11 por dia para 0,1 partes em 1013 por dia.
      O princípio de navegação evoluiu das técnicas de estimação de posição utilizando o efeito Doppler do deslocamento dos satélites em relação ao usuário (o que obrigava a permanecer estático ou com velocidade constante conhecida), para cálculos utilizando o intervalo de tempo do percurso das ondas eletromagnéticas entre o transmissor/satélite e o receptor/usuário. Atualmente os efeitos Doppler e técnicas de interferometria são utilizados para aumentar a precisão dos cálculos de posição do GPS.