GPS
(Global Positioning System)
(Sistema de Posicionamento Global)
O GPS É um sistema de posicionamento geográfico que nos dá as coordenadas de um lugar na Terra, desde que tenhamos um receptor de sinais de GPS. Este sistema foi desenvolvido pelo Departamento de Defesa Americano para ser utilizado com fins civis e militares. Actualmente está para entrar em funcionamento o sistema europeu com o nome de Galileu, este irá permitir uma leitura mais precisa da localização.
A nossa posição sobre a Terra É referenciada em relação ao equador e ao meridiano de Greenwich e traduz-se por três números: A latitude, a longitude e a altitude. Assim, para saber a nossa posição na Terra basta saber a latitude a longitude e a altitude. Por exemplo, os aeroportos têm as três coordenadas bem determinadas, que, aliás, estão escritas em grandes cartazes perto das pistas. Os sistemas automáticos de navegação aérea utilizam esta informação para calcular as trajectórias entre aeroportos.
Devido ao desenvolvimento das tecnologias associadas aos satélites artificiais, hoje em dia, É possível haver um sistema de posicionamento global. São ao todo 24 satélites que dão uma volta à Terra em cada 12 horas e que enviam continuamente sinais de rádio. Em cada ponto da Terra estão sempre visíveis quatro satélites e com os diferentes sinais desses quatro satélites o receptor GPS calcula a latitude, longitude e altitude do lugar onde se encontra.
Latitude
A latitude é a distância ao Equador medida ao longo do meridiano de Greenwich. Esta distância mede-se em graus, podendo variar entre 0º e 90º para Norte ou para Sul. Por exemplo, Lisboa está à latitude de 38º 4´N, o Rio de Janeiro à latitude de 22º 55´S e Macau à latitude de 22º 27´N.
Longitude
A longitude é a distância ao meridiano de Greenwich medida ao longo do Equador. Esta distância mede-se em graus, podendo variar entre 0º e 18º para Este ou para Oeste. Por exemplo, Lisboa está à longitude de 9º 8´W, o Rio de Janeiro à longitude de 34º 53´W e Macau à longitude de 113º 56´E.
Altitude
A Terra é aproximadamente esférica, com um ligeiro achatamento nos pólos. Para se definir a altitude de um ponto sobre a Terra define-se uma esfera (geóide) com um raio de 6378 km. A altitude num ponto da Terra É a distância na vertical à superfície deste gemido. Por exemplo, a altitude média do Aeroporto de Lisboa é de 114 m, mas a altitude média da Holanda é negativa.
Existem algumas páginas na Internet com a informação relativa à latitude e longitude de cidades:
http://www.realestate3d.com/gps/world-latlong.htm
O Sistema GPS
A infra-estrutura tecnológica associada ao sistema GPS É constituída por três subsistemas:
1- subsistema de satélites - segmento aéreo.
2- subsistema de controlo - segmento terrestre.
3- subsistema do utilizador.
1- O subsistema de satélites é constituído pelos 24 satélites que dão duas voltas à Terra por dia, a uma altitude de 20200 km. As órbitas dos satélites foram escolhidas de modo que de qualquer ponto da Terra se possam ver entre 5 e 8 satélites. No entanto, para calcular com precisão a nossa posição na Terra basta apenas receber em boas condições o sinal de quatro destes satélites. Cada satélite da constelação GPS tem um relógio atómico e a informação sobre a hora local de cada satélite é difundida em várias frequências através de sinais de rádio. Esta informação é suficiente para calcular a posição do ponto de recepção.
2- O subsistema de controlo é constituído por várias estações terrestres. Nestas estações terrestres são observadas as trajectórias dos vários satélites GPS e é actualizado com grande precisão o tempo. Esta informação é transmitida aos satélites. Com estes dados, o sistema informático em cada um dos satélites recalcula e corrige a sua posição absoluta e corrige a informação que é enviada para a Terra. A estação primária de controlo da constelação GPS está localizada nos Estados Unidos, no estado do Colorado.
3- O subsistema do utilizador é constituído por um receptor de rádio com uma unidade de processamento capaz de descodificar em tempo real a informação enviada por cada satélite e calcular a posição. Cada satélite envia sinais de características diferentes em intervalos de 30 em 30 segundos e de 6 em 6 segundos. Para haver uma determinação precisa da posição são necessários pelo menos 12 minutos e 30 segundos de boa recepção dos vários tipos de sinais enviados. Na informação enviada pelos satélites estão envolvidas técnicas matemáticas que permitem recuperar a informação perdida na transmissão devido a más condições atmosféricas e ionosféricas (60-400 km). Mesmo assim, nos períodos de grande actividade solar a maior parte da informação enviada pelos satélites perde-se não sendo fiável a informação processada pelos receptores do sinal GPS.
De acordo com o tipo de utilizador (civil ou militar) os sinais dos vários satélites podem ser descodificados de acordo com o fim em vista. Existem essencialmente dois modos de descodificação do sinal GPS. O modo Preciso (militar) e o modo Standard (civil): A precisão destes dois modos de posicionamento É a seguinte:
Modo Preciso:
Precisão na latitude e longitude: 22 m*
Precisão na altitude: 27,7 m
Precisão no tempo: 200 nanossegundos
* 2 m desde 2000; 1cm em modo diferencial.
Modo Standard:
Precisão na latitude e longitude: 100 m
Precisão na altitude: 156 m
Precisão no tempo: 340 nanossegundos
O GPS pode ainda funcionar em modo diferencial, sistema DGPS. Neste caso, o sinal de GPS é armazenado em computador e processado posteriormente com dados cruzados pedidos ás estações de controlo fixas (segmento fixo). Com este processo, eliminam-se erros sistemáticos e a precisão do GPS pode chegar a ser da ordem de 1 metro. Isto é particularmente útil em trabalhos de cartografia em que as coordenadas espaciais são fixas no tempo.
Existe uma vasta literatura na Internet sobre os detalhes técnicos do sistema GPS. Os mais importantes são:
http://www.colorado.edu/geography/gcraft/notes/gps/gps_f.html
http://www.gpsworld.com/gpsworld/
http://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page
Receptores GPS
Actualmente o mercado está inundado de receptores GPS, por isso a sua escolha deve ser bem ponderada, tendo em conta o fim para que se quer o mesmo. Existem desde os GPS, mais básicos apenas com a possibilidade de criar / descarregar rotas e waypoints para um PC, e os que tem cartografia incorporada, mas atenção os que tem cartografia incorporada, não permitem usar as cartas militares!!! Para isso e em alguns casos até bem mais económica é sempre preferível usar um PDA com GPS, estes sim com o software indicado, podem usar as cartas militares, bem como software de navegação. Existe também a possibilidade de usar um computador portátil ligado a um GPS, aqui o que se perde devido ao tamanho, ganha-se em funcionalidade, pois os softwares que utilizam cartografia, tais como o Oziexplorer, CompeGPS, TrackMaker, etc.) estão mais desenvolvidos nas versões para PC, ao contrario dos softwares de navegação, tais como o Tom Tom, o mais utilizado nos PDA e o mais recomendado.
Software de navegação
Este tipo de software guia-nos através de uma rota predefinida, o mais comum para o uso em PDA é o Tom Tom, pois o seu uso é extremamente fácil e os mapas são os mais completos. No que respeita a software deste tipo para uso em PC, os mais comuns são:
Via Michelin - sobre o qual não tenho nenhuma experiência.
Autoroute - de fácil utilização, mas peca por ser muito pobre em mapas, opções e uma navegação difícil.
Alturion - um dos melhores softwares de navegação, apesar de ser um pouco difícil o seu uso, a navegação é relaxada, por exemplo; se nos enganar-mos no percurso ele avisa, continuamos enganados, volta a avisar, ignoramos / erramos na sua sugestão, ele calcula o percurso a partir do ponto onde nos encontramos, podendo ainda aquando o cálculo da rota ir à internet procurar informações sobre as condições atmosféricas e tráfego e assim calcular o melhor caminho.
Software de cartografia
Este tipo de software pode usar vários tipos de cartografia, imagens de satélite, orto-fotos, etc, o único senão é que para um correcto uso das mesmas, estas deverão estar devidamente calibradas. A grande vantagem são os detalhes que as mesmo nos permite obter de acordo com a cartografia utilizada. O software mais utilizado em PDA é o OziExplorer, mas o CompeGPS já começa a dar cartas. No que respeita software deste tipo para uso em PC, os mais comuns são:
Fugawi (não gratuito) - A minha experiência neste software é pouca, mas parece ser muito parecido com o OziExplorer.
TrackMaker (gratuito) - Este apesar de ser o mais básico dos softwares (nas sua versão gratuita), não deixa de ser uma poderosa ferramenta para usar em conjunto com os outros softwares, pois para além de abrir e converter um sem numero de rotas, pode visualizar as mesmas no Google Earth. A edição de rotas é também fácil com este software,
OziExplorer (não gratuito) - Este é actualmente o mais usado, pois a sua facilidade aliada ao seu sem numero de ferramentas úteis, bem como a cartografia calibrada existente. É especialmente util, quando se usa o mesmo com as cartas militares e um receptor de GPS, deste modo sabe-se sempre onde nos encontramos em tempo real, bem como à medida que vamos "andando" o mesmo vai criando uma rota, que depois podemos guardar, podemos depois partilhar essas rotas com outras pessoas.
CompeGPS (não gratuito) - Está a começar a ganhar terreno face ao Oziexplorer, para além de fazer tudo o que o seu concorrente mais directo, permite abrir a cartografia calibrada do mesmo, bem como abrir a cartografia do Google Earth, e trabalhar nela. É uma aposta ganha. Recomendado.
Devem ter em atenção que estas opiniões são pessoais, e apenas refiro software que tive o prazer de experimentar. A minha experiência baseou-se em software para PC, todas as restantes devem-se a um "estudo" de conclusões que fui ouvindo de outras pessoas.