Geographic Information Science 101

456d07b3f7a1ab66502e232fd9b1d378?s=47 Edson Hilios
November 22, 2017

Geographic Information Science 101

In this talk we explore core concepts of Geographic Information Science such as: geographic positioning system, topography, projections and many other subjects related to the geodesic system to build maps.

The second part we explore how the global navigation satellite system works – GPS being one of it – and some of the gotchas to understand measurement errors, precision and methods to improve it.

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Edson Hilios

November 22, 2017
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Transcript

  1. 1.

    Introdução em informações espaciais Posicionamento por satélites e cartografia 22

    de Novembro de 2017 #GPS #GNSS #mapas #cartografia #sensoriamento_remoto
  2. 2.
  3. 4.
  4. 5.

    Características do método astrônomico • Exata noção do tempo; •

    Cartas celestes; • Afetado pela metereologia; • Método altamente impreciso; • Fornece a direção a partir da origem;
  5. 6.

    Erastótenes (276-194 a.C.) era bibliotecário-chefe de Alexandria. Encontrou, num velho

    papiro, indicações de que ao meio-dia de cada 21 de junho na cidade de Siena uma vareta fincada verticalmente no solo não produzia sombra. Ele percebeu que o mesmo fenômeno não ocorria no mesmo dia e horário em Alexandria. Terra plana ou redonda
  6. 7.

    Terra plana ou redonda Se o mundo é plano como

    uma mesa, então as sombras das varetas têm de ser iguais. Se isto não acontece éporque a Terra deve ser curva!
  7. 8.

    Dimensões da terra Realizou o primeiro cálculo do raio da

    Terra com valor de 39.556,96 estádias ≅ 6.210 km. Isso indica um erro, na determinação do raio, inferior a 2%.
  8. 9.

    Evolução da forma da terra O Geoide é um corpo

    com uma distribuição não homogênea de massa.
  9. 10.

    Evolução da forma da terra Gauss caracterizou a Superfície Geoidal

    como uma superfície equipotencial do campo de gravidade que coincide com o nível médio dos mares.
  10. 11.

    Sistema geodésico Newton considerou a forma da Terra como uma

    figura geométrica gerada pela rotação de uma elipse em torno do eixo menor, chamada elipsoide de revolução, consequência da da força centrífuga oriunda da rotação em torno do eixo dos Polos.
  11. 12.

    Datum geodésico horizontal materializado Denominação Raio (m) Achatamento Córrego Alegre

    6.378.388 1/297 SAD-69 6.378.160 1/298,25 WGS-84 6.378.137 1/298,27 SIRGAS 2000 6.378.137 1/298,25722 Modelo geopotencial 6.378.136,59 1/298,25722
  12. 13.

    Projeção do plano topográfico O efeito da curvatura da Terra

    só pode ser desprezado em distâncias abaixo de 25 a 30km.
  13. 14.

    Sistema de projeção UTM A Projeção Universal de Mercator (UTM),

    é uma projeção cilíndrica que passa pelos pólos da Terra, seguindo tangente a um “meridiano central” e seu anti-meridiano. A precisão da projeção é melhorada quando se usa um cilindro secante.
  14. 15.
  15. 18.

    Sistema de coordenadas Latitude: ângulo que a vertical forma com

    sua projeção sobre o plano do equador Longitude: ângulo formado pelo plano do meridiano de Greenwich e pelo plano do meridiano local. IRM Latitude Longitude IRP
  16. 20.

    Sistema NAVSTAR / GPS • Operacional desde 1979 • 27

    satélites (24 + 3 reservas); • 6 planos orbitais; • Órbita a 20.200 km; • Período de 12h siderais; • Até 5 horas acima do horizonte;
  17. 22.

    Sinais transmitidos Ondas portadoras: ◦ L1 – 1575,42 MHz –

    Comprimento de onda 19,05 cm ◦ L2 – 1227,60 MHz – Comprimento de onda 24,45 cm ◦ L5 – 1176,45 MHz – Comprimento de onda 25,00 cm Informações: ◦ C/A – Clear access: Sinal de navegação ◦ P – Precision: Restrito a uso militar
  18. 24.

    Informações transmitidas Efemérides são os parâmetros transmitidos pelo GPS nas

    frequencias portadoras para a predição da órbita dos satélites a cada 30s: • Tempo GPS; • Parâmetros óbitais; • Saúde dos satélites • Ionosfera (apenas no P);
  19. 26.
  20. 27.

    Tempo GPS É um sistema de tempo atômico de alta

    precisão (10-9s/dia) onde o modo de contagem é realizado por duas variáveis: • Semana GPS: Data com ínicio às 0h UTC de 21 de agosto de 1999 • Contador Z: Inteiro que representa 1,5s e varia de 0 a 403199 O não sincronismo gera erro na medida da distância do receptor ao satélite.
  21. 28.

    Obtenção do tempo de viagem do sinal Obtenção do tempo

    de viagem do sinal: Um código C/A é gerado no interior do receptor e comparado com o código C/A do sinal recebido obtém se o atraso entre os sinais
  22. 30.

    Diluição da precisão O PDOP pode ser interpretado como o

    inverso do volume formado pelos 4 satélites e a antena do receptor.
  23. 31.

    O impacto da ionosfera Todas as variações que acontecem na

    ionosfera dependem principalmente da atividade solar e do grau de ionização que as radiações solares provocam na ionosfera. Deste modo pode-se prever as condições de propagação dentro de certos limites.
  24. 33.

    O impacto da troposfera A troposfera é a camada gasosa

    da atmosfera, que se estende da superfície terrestre até aproximadamente 40 km de altura. O atraso troposférico é relativamente pequeno e depende de: temperatura, umidade e pressão que variam com a altitude local e independem da freqüência do sinal.
  25. 37.