GPS * * * GLOBAL POSITIONING SYSTEM
Eng. David M. Risnik O objetivo deste trabalho é o de oferecer uma noção básica elementar do sistema GPS , que hoje já se evidencia como uma poderosa ferramenta de navegação terrestre , sendo acessível ao publico em geral.O sistema de posicionamento global GPS - foi desenvolvido pelo Departamento de Defesa Americano para ser utilizado na época principalmente a fins militares . Ele permite um posicionamento geográfico preciso de um objeto sobre o globo terrestre , baseado na "recepção" de SINAIS ELETRICOS enviados por satelites . Tres referencias básicas na terra possiblilitam determinar uma localização com relativa precisão: LATITUDE , LONGITUDE e ALTITUDE .
A Latitude e Longitude representam ÂNGULOS medidos a partir de uma referência . Para a Latitude a referencia é o plano do EQUADOR , assim ela pode estar direcionada ao NORTE (N) ou SUL (S) . A Longitude é referenciada ao MERIDIANO DE GREENWICH , assim ela pode estar direcionada a OESTE (W) ou a LESTE (L) . A Altitude é medida em metros , com relação ao nivel do mar.
Hoje , graças a utilização dos satélites artificiais , este sistema tornou-se bem mais preciso e estavel . . O sistema GPS opera com um total de 24 satélites que giram em torno da terra , completando 2 voltas a cada 24 horas ! . Estes satélites enviam continuamente sinais a terra , de modo a permitir um cálculo matemático preciso do posicionamento . O desenho dessas orbitas foi criteriosamente traçado de modo a que em qualquer ponto da terra sempre será possivel localizar no minimo 04 satélites , cujos sinais captados por um equipamento GPS , permite o cálculo bem preciso da localização .
Com o avanço da tecnologia , a estrutura do sistema GPS hoje é constituida por 3 sub-sistemas:
1- Sub sistema de satelites
2 - Sub sistema terrestre
3 - Sub sistema do usuário
A exata correção das orbitas é obtida pela interação entre o sistema terrestre e o sistema de satelites.Veja um exemplo de localização geografica:
São Paulo : Latitude -23:32:51 (S) Longitude: -46:38:10(W) Altitude: 7650 metros
RECEPÇÃO DOS SINAIS GPS
Para a recepção desses sinais de RÁDIO FREQUÊNCIA , foram criadAs algumas regras para que elas sejam corretamente interpretadas .
Uma comissão de estudo intitulada: NATIONAL MARINE ELETRONICS ASSOCIATION " NMEA , definiu um protocolo para a recepção destas mensagens GPS .
A transmissão dos sinais GPS esta reservada a frequencia de 1,57542 GHz . Este sinal precisa ser captado por uma antena apropriada , sintonizado e amplificado pelos sistema LNA (LOW NOISE AMPLIFIER) . Para simplificar a vida do técnico/engenheiro eletrônico , já xistem no mercado módulos prontos para a recepção desses sinais de satelite " MODULOS DE RECEPÇÃO GPS " , que após o processamento interno , apresentam os dados preparados para uma SAIDA SERIAL - conhecidas como MENSAGENS NMEA . Esta saída de dados (digital) deve ser "lida" ou por um microcomputador (entrada COM1/2 - RS232) ou por um microcontrolador comum - evidentemente atraves de um software para esta finalidade . São sinais que podem ser identificados e facilmente interpretados por qualquer equipamento , não requerendo sofisticação nem velocidade de processamento , pois operam em modo default 9800 baud rate.
MENSAGENS NMEA
Vamos ver mais de perto o que são estas MENSAGENS NMEA
Pelo protocolo NMEA - 0183 , as mensagens são fornecidas no sistema ASCII - CARACTERES - pois facilita a sua leitura por qualquer microcomputador/microcontrolador , e identificadas por um grupo de letras iniciais - MNEUMONICO .Vou apresentar algumas dessa mensagens para vc observar como são simples.
UM BLOCO DE MENSAGEM
Um bloco de mensagem representa um conjunto de informações relacionadas entre si - cada informação é chamada de CAMPO (FIELD) . Sempre elas iniciam pelo sinal "$" que simboliza o START . Na sequencia vem um algumas letras (codigo ASCII) que vão informar sobre o conteudo deste grupo de dados . Por exemplo , temos a informação $GPGGA GP GGA = global positioning - FIX DATA Este bloco de informações contém 13 campos de dados (FIELD 1 a 13) - incluindo o checksum final. O primeiro campo contem dados sobre o horário local , no formato [hhmmss.ss] Assim , um dado 123025.15 , vai ser lido como: 12 horas , 30 minutos e 25.15 segundos !! Cada um dos campos (Field) de dados vai corresponder a uma informação definida pelo protoloco. O ultimo campo [13], contém o checsum - que representa um número (em hexa decimal 2 caracteres) resultante de uma operação logica (ou exclusivo) entre todos os demais dados deste bloco . A finalidade deste checsum é a de permitir que o receptor confirme (ou não) a CORRETA RECEPÇÃO DOS DADOS .# # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # #
Reserve já a sua apostila completa com todas as mensagens GPS , e orientações de leitura - em Portugues .
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