GPS de navegação: O que é e como usá-lo corretamente?

noticias :: Por Editor em 31/01/2009 :: imprimir pdf enviar celular

GPS de navegação: O que é e como usá-lo corretamente? : Figura 1A: Constelação de satélites do sistema GPS
Créditos: ArquivoO GPS já é muito utilizado em automóveis com sistema de navegação de mapas, que possibilita uma visão geral da área que a pessoa está percorrendo; também já é bastante difundido na comunidade científica, que utiliza-o pelo seu relógio altamente preciso. Durante experiências científicas de recolha de dados, pode-se registrar com precisão de micro-segundos (0,000001 segundo) quando a amostra foi obtida.

Com o GPS, agrimensores diminuem custos e obtêm levantamentos precisos mais rapidamente. O GPS tem sido usado por guardas florestais, em trabalhos de prospecção e exploração de recursos naturais, por geólogos, arqueólogos e bombeiros e também tem-se tornado cada vez mais popular entre ciclistas, balonistas, pescadores, ecoturistas, ou por aventureiros que queiram apenas orientação durante as suas viagens.

Com a popularização do GPS, um novo conceito surgiu na agricultura: a agricultura de precisão. Uma máquina agrícola dotada de receptor GPS armazena dados relativos à produtividade em um cartão magnético que, tratados por programa específico, produz um mapa de produtividade da lavoura. As informações permitem também otimizar a aplicação de corretivos e fertilizantes.

Mas... O que é mesmo GPS? E como usá-lo corretamente? Para responder a essas perguntas e explicar mais sobre esse sistema cada vez mais difundido em todo o mundo, as pesquisadoras: Margarete Marin Lordelo Volpato (Epamig); Tatiana Grossi Chquiloff Vieira (IMA/Epamig); Helena Maria Ramos Alves (Embrapa Café/Epamig); Vanessa Cristina Oliveira de Souza (Bolsista CBP&D-Café/Epamig), divulgaram Circular Técnica n° 45 com detalhes sobre o GPS de navegação - Clique aqui para fazer o download da publicação (221 Kb - Arquivo PDF).

Segundo as pesquisadoras, posicionar um ponto, uma linha ou uma área nada mais é do que atribuir-lhe coordenadas. Embora hoje se trate de uma tarefa que pode ser realizada com relativa simplicidade, utilizando-se satélites artificiais apropriados para esse fim, este foi no passado um dos primeiros problemas científicos que o ser humano procurou solucionar.

O homem sempre esteve interessado em saber onde estava, inicialmente restrita à vizinhança imediata de seu lar, mais tarde a curiosidade ampliou-se para os locais de comércio e, por fim, com o desenvolvimento da navegação marítima, alcançou o mundo todo.

Com o avanço da eletrônica, vários sistemas foram desenvolvidos, porém apresentava algum tipo de imprecisão, dificuldade de uso e custos inacessíveis para os usuários. A solução definitiva para o problema surgiu na década de 1970, com o Global Positioning System (Sistema de Posicionamento Global) - GPS, sistema criado e controlado pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos da América, que atualmente pode ser utilizado por qualquer pessoa, gratuitamente, necessitando apenas de um receptor que capte o sinal emitido pelos satélites. Existem também os sistemas Glonass, russo, e mais dois em implantação: o Galileo, europeu, e o Compass, chinês.

GPS de navegação: O que é e como usá-lo corretamente? : Figura 1B:
Créditos: Aparelho receptor dos sinais dos satélites - FONTE: Monico (2000) Um Sistema de Posicionamento Global é dividido em três partes: o espacial (no caso do GPS, composto pela constelação de 28 satélites (Figura 1A, acima), o controle terrestre (responsável pelo monitoramento dos satélites) e o usuário (que adquire o receptor que capta os sinais emitidos pelos satélites, o popularmente chamado aparelho GPS (Figura 1B, ao lado).

O receptor GPS decodifica as transmissões de sinal dos satélites, realiza a triangulação e calcula a posição exata do usuário. Os receptores podem ser classificados de acordo com a precisão oferecida pelo equipamento:

a) os receptores geodésicos são os mais acurados, com precisão de milímetros, capazes de captar duas freqüências emitidas pelos satélites (L1 e L2 - canais de frequência ou bandas de frequência);

b) os topográficos têm características de trabalho semelhantes ao anterior, porém, somente captam a frequência L1 e possuem precisão em centímetros. Ambas as categorias têm aplicações técnicas e características próprias como o pós-processamento, o que significa que geralmente não informam o posicionamento instantaneamente;

c) o receptor de navegação, embora possua menor precisão (5 m), tem como vantagens o baixo preço de aquisição e o posicionamento instantâneo do usuário.

COMO É CONFIGURADO

Ao adquirir um receptor GPS de navegação, o usuário deve configurar seu aparelho escolhendo a unidade métrica, o sistema de coordenadas e o sistema de referência. Geralmente o usuário comum utiliza a configuração dada por latitude, longitude em graus, a altitude em metros e as coordenadas geodésicas referentes ao sistema WGS-84. Porém, quando se utiliza um mapa de localização ou uma carta topográfica, é importante configurar o GPS com o mesmo sistema de referência descrito no mapa.

Para localizar cada ponto da superfície terrestre, existe um sistema de linhas imaginárias, representadas pelos meridianos e paralelos. Latitude é a distância em graus do arco Norte ou Sul do paralelo Equador. Longitude é a distância em graus do arco Leste ou Oeste do Meridiano de Greenwich. Como exemplo, pode-se citar um ponto no município de Lavras, Minas Gerais, com a seguinte localização: latitude 21º 15’ 00" Sul e longitude 45º 00’ 00" Oeste.

Além das coordenadas geográficas, são utilizadas as coordenadas planorretangulares que formam um quadriculado linear em metros, cujos valores são sempre números inteiros. A grande vantagem de utilizar as coordenadas planorregulares é a possibilidade de se determinar distâncias e áreas em metros ao invés de medidas angulares.

A utilização de coordenadas planorretangulares requer também a escolha de um sistema de referência, em razão da deformação da Terra. No Brasil o Sistema Geodésico Brasileiro (SGB) coincide com o Sistema de Referência da América do Sul, South American Datum de 1969 (SAD-69), que é o mais utilizado nos mapeamentos, porém as cartas topográficas das décadas de 1960-1970 utilizam o sistema de referência Córrego Alegre. Já o sinal enviado por satélite para o receptor GPS é o sistema de referência World Geodetic System of 1984 (WGS-84). Para o exemplo citado anteriormente, o mesmo ponto em Lavras terá a seguinte localização em UTM: 7.652 mil metros N e 500 mil metros E, Fuso 23, Hemisfério Sul.

DICAS PARA O USO

GPS de navegação: O que é e como usá-lo corretamente? : Capa do Informe Agropecuário n° 241: informações sobre as aplicações do GPS e seu uso na agricultura
Créditos: EpamigApós ligar o aparelho receptor de GPS aguarde aproximadamente 60 segundos para conseguir receber o sinal dos satélites. Evite bloquear a antena. A antena GPS fica sob o teclado numérico do aparelho. Para melhor recepção procure não cobri-lo com a mão e mantê-lo na posição horizontal. O receptor GPS deve garantir a recepção contínua de sinais de pelo menos três satélites para calcular uma posição 2D (duas dimensões: latitude e longitude). Com quatro satélites ou mais, o receptor pode determinar a posição em 3D do usuário (latitude, longitude e altitude). Quanto mais satélites um receptor GPS puder enxergar no céu, melhor a precisão. Deve-se observar se os satélites estão distribuídos no céu (Norte, Sul, Leste e Oeste). Os receptores GPS usam esses satélites para realizar a triangulação e calcular a posição exata do usuário.

Edifícios, morros, cobertura densa de uma floresta e interferências eletrônicas podem bloquear a recepção do sinal, causando erros de posição ou possivelmente nenhuma leitura de posição no receptor. Os receptores GPS geralmente não funcionam dentro de casas ou outras coberturas, debaixo d'água ou da terra.

As condições de tempo podem enfraquecer o sinal, pois é afetado pelo ar que o ultrapassa. Chuvas, nuvens ou neblina podem também dificultar a recepção do GPS. "Uma vez que a posição do usuário tenha sido determinada, o receptor GPS pode calcular outras informações importantes para navegação, como velocidade, rumo, direção, distância do percurso, distância ao destino ou a hora de o sol nascer e se pôr. É importante observar que a bússola só mostra o rumo e a direção correta quando o aparelho receptor está em movimento", explicam as pesquisadoras.

Se o usuário não souber usar o GPS corretamente, terá problemas: "Cresce a cada dia o número de marcas e modelos de receptores GPS de navegação e cresce também sua presença em máquinas fotográficas, celulares, relógios entre outros. Entretanto observa-se que este usuário leigo tem muita dificuldade de usar e configurar corretamente o receptor GPS. Na agricultura, observa-se um grande número de novos usuários que buscam demarcar áreas, pontos e distâncias, mas que ainda não estão esclarecidos. Esperamos que essas informações básicas possam esclarecer aos usuários do GPS sobre o uso do receptor GPS de navegação.

Mais informações sobre as aplicações do GPS e seu uso na agricultura estão na revista da Epamig Informe Agropecuário n° 241, 2007.

FONTE

Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais
Assessoria de Comunicação da Epamig
Rose de Oliveira - Jornalista
Telefones: (31) 3489-5022 e (31) 3489-5023

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