GPS

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Mensagempor joaoramos em Segunda Nov 12, 2007 2:02 pm

Tenho um colega que tem um trabalho a apresentar sobre GPS. Veio-me pedir auxílio e fiquei também mutio curioso sobre o modo de funcionamento do GPS.

Alguém sabe explicitar como funciona, de preferência detalhadamente? (peço clareza e pormenor porque o meu colega pode não saber tanto de física)

Segundo creio que se emprega a propagação da luz para medir distâncias através dos relógios atómicos dos satélites. É assim? Como é feito isto? Como são sincronizados os relógios?

Sei que se tem de entrar em onta com as correcções relativisticas para o cálculo da posição, alguém sabe mais sobre isto?

A posição a indicar é tridimensional ou pertencente à superficie terrestre?


Agradeço toda e qualquer resposta. Decerto que os caloiros também ficam contentes por aprofundarem os conhecimentos sobre isto...
Joao Ramos
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Mensagempor hexphreak em Segunda Nov 12, 2007 3:06 pm

Olá João! :D Pensei que tinhas dado isso há 2 anos... Podes ir ver ao livro do Tiago, mas já agora fica a explicação para toda a gente.

Os vários (pelo menos 24) satélites emitem constantemente sinais para os receptores na Terra. Estes sinais têm codificadas várias informações, incluindo o tempo de envio de acordo com o satélite. É a partir deste tempo que o receptor calcula a sua distância ao satélite, a partir da velocidade da luz.

O processo a partir do qual a posição na Terra, a 3 dimensões (latitude, longitude e altitude) é determinada chama-se trilateração. Consiste essencialmente na intersecção de três esferas centradas em três satélites, o que nos dá 2 pontos possíveis para a localização. Para eliminar esta ambiguidade é necessário um quarto satélite, que não o seria a duas dimensões. Este quarto satélite é também utilizado para sincronizar os relógios atómicos dos satélites com os relógios de quartzo dos receptores (estes últimos são um milhar de vezes mais imprecisos!), embora não te saiba especificar os detalhes do sinal :?

Realmente os efeitos relativísticos são muito importantes num processo tão sensível. Aliás, quando o sistema foi desenhado, os físicos avisaram os militares de que este seria um factor de monta, mas as cabeças duras acharam que não... depois claro que tiveram de introduzir as compensações :roll:

O artigo da Wikipedia sobre o assunto está muito completo - talvez completo de mais para o teu propósito? -, e explica melhor a transmissão dos dados, que tu como futuro engenheiro perceberás facilmente :wink:

Abraço!
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Mensagempor joaoramos em Segunda Nov 12, 2007 4:28 pm

Senhor Henrique,

Antes do mais, deixa-me que faça uma nota na tentativa de não deixar a minha imagem manchada 8) . Eu sei de facto, como funciona o GPS - aliás, dei isso há dois anos e já li mais sobre o assunto. No entanto, sei que o quark é um óptimo forum por experiência própria e estava na esperança que publicassem uma resposta verdadeiramente construtiva e completa.

Mesmo sabendo o que sei, eu só sei o fundamento do funcionamento do sistema e lamentavelmente não é suficiente para o que quer o meu colega.
Sei que pareceu que não sabia muito da coisa mas pus a questão de modo a que a resposta fosse o menos complexa possível ainda que contendo toda a informação.

(explica-me como se eu fosse muito burra!) :P

Continuo à espera de uma resposta verdadeiramente interessante embora já tenha consultado a Wikipedia, a Nasa, o HowStuffWorks e outros variados sites. :roll:

Se tiveres informação mais detalhada agradeço que a publiques.
Obrigado de qualquer maneira. :)

alguém sabe como foi projectado o sistema de maneira a ter sempre pelo menos quatro satélites visíveis?
como funciona a sincronização?
já algum dos extra-satélites foi utilizado ou inutilizado (#25 a 28 )? ja algum caiu :shock: ?
qual o algoritmo por traz disto tudo?
quais os pricnipios físicos? só S=c\times\Delta t? (já não me lembrava de usar LaTex!!!)
Curiosidade sobre o assunto?
Alguma ideia brilhante? :idea:
Conhecimentos mais aprofundados?

Façam um esforço, a caloirada agradece (tu incluido, henrique ;) )
Joao Ramos
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Mensagempor hexphreak em Segunda Nov 12, 2007 6:15 pm

Peço desde já desculpa pela minha imperdoável (hum, então porque é que estou a pedir desculpa?) subestimação dos teus conhecimentos :wink: No entanto, espero que as seguintes informações satisfaçam temporariamente o teu desejo de saber:

1. Não tenho ainda o estofo (ou a pachorra) necessário para saber se é realmente assim, mas quase de certeza que as inclinações das órbitas, combinadas com o nº de satélites em cada órbita, fazem com que haja sempre quatro satélites visíveis. Mas provavelmente já sabias isto? Com os cálculos nada posso fazer.

2. Parece-me que a Wikipedia, na secção "Using the C/A code", explica isso da sincronização. Também este artigo no DeveloperFusion explica, com código, o algoritmo. Eu sei, é VB.NET, mas faz um esforcinho.

3. Que eu saiba ainda não, mas pode ter sido abafado :D

4. Os algoritmos estão bem documentados - como aliás tinha de ser, para utilização civil -, a menos que estejas a falar da programação dos satélites. Nesse caso não te posso ajudar, mas o artigo no DeveloperFusion e este de Stanford descrevem os algoritmos de recepção e interpretação.

Espero que isto tudo te sirva para alguma coisa. Com o resto, talvez alguém mais conhecedor do que eu te possa ajudar :)
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Mensagempor PedrO em Segunda Nov 12, 2007 9:22 pm

eu sei umas coisitas de gps's não muito ...mas

ve lá se alguns destes sites te podem ajudar

http://www.k12connections.iptv.org/comm ... es/GPS.mov

http://www.trimble.com/gps/whygps.shtml

http://www.colorado.edu/geography/gcraf ... gps_f.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Galileo_positioning_system


a informação nao está muito detalhada mas vale a pena dar uma vista de olhos :D
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Mensagempor Bruno Oliveira em Sábado Jan 19, 2008 9:41 am

Acho que na escola se aprende o BÁSICO do funcionamento do GPS.. :lol:
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Re: GPS

Mensagempor manuelmarque em Sábado Jan 19, 2008 1:57 pm

Bruno Oliveira Escreveu:Acho que na escola se aprende o BÁSICO do funcionamento do GPS.. :lol:


Creio que sim, não vais muito mais longe que o básico... mas também, que querias? Se nem no primeiro ano da faculdade dás alguma coisa de especial na área da Física... :roll:
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