Estudo de Posicionamento Geográfico para Veículos Aéreos NãoTripulados (VANTs)

RELATÓRIO FINAL

PIBITI/CNPq

Nome do Bolsista: Leonardo Felipe Serra Vasques

Nome do Orientador: Renata Maria Porto Vanni

Título do Projeto: Estudo de Posicionamento Geográfico para Veículos Aéreos Não-Tripulados (VANTs)

Vigência da Bolsa: 12/03/2012 à 31/12/2012

INTRODUÇÃO

2.     Este trabalho apresenta dados relacionados ao desenvolvimento de tecnologias que auxiliem em um contexto que envolva o Estudo de Posicionamento Geográfico para VANTs, conceitos referentes à geografia e demonstrações de idéias desenvolvidas no decorrer da pesquisa. Essas informações serão apresentadas a partir da demonstração de diferentes conceituações, abordando os pontos em comum que as mesmas possuem entre si em relação ao tema. A ordem de apresentação das conceituações introdutórias é ordenada de forma que sirva de embasamento teórico para a compreensão do trabalho, apresentando material de pesquisa utilizado para a conclusão do mesmo.
4. Ferramentas para Localização Geográfica

     O ser humano por natureza sempre buscou formas de se orientar, sejam elas através de estrelas e constelações, ou através de placas ou construções etc, porém o homem com o decorrer de seu avanço passou a necessitar de equipamentos e métodos mais precisos, ao invés de técnicas baseadas em pontos de referência, e com a evolução da tecnologia em função disso hoje temos a possibilidade de mapear, localizar e monitorar qualquer ponto geográfico desejado em nosso planeta. Tal tecnologia progrediu baseada nos conceitos da geografia, onde através de observações e teorias, iam sendo criados e adaptados instrumentos de auxílio na navegação. A geografia pode ser caracterizada como a ciência que estuda a individualidade de cada lugar, onde o estudo geográfico deveria abarcar todos os fenômenos que estão presentes numa dada área, tendo por meta compreender o caráter singular de cada porção do planeta. Alguns geógrafos vão buscar esta meta através da descrição exaustiva dos elementos, outros pela visão ecológica, encontrando, no próprio inter-relacionamento, um elemento de singularização. MORAES].

     Nos dias de hoje se localizar é uma tarefa relativamente simples, porém nos primórdios da humanidade, quando não existia ainda a eletricidade e toda a tecnologia que conhecemos hoje, identificar sua localização era algo complicado e que não tinha muita precisão. Uma das primeiras ferramentas utilizadas para navegação é o Quadrante [Figura 1]:

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Figura 1: Quadrante (Fonte: http://www.hirondino.com/historia-de-portugal/quadrante/)

     

     Usado pelos navegadores portugueses pelo menos desde o século XV, o quadrante, de origem mais remota que o astrolábio[Figura 2], era um instrumento de madeira ou latão empregado para tomar alturas de astros. O quadrante era construído em madeira, tendo a forma de um quarto de círculo – daí a origem do nome. Numa das arestas retilíneas eram colocadas as pínulas – pequenas peças também em madeira – com orifícios, por onde se «enfiava o astro». No vértice do quadrante era preso, num orifício, um fio-de-prumo de comprimento pouco maior do que o raio do instrumento. Na extremidade livre, encontrava-se um pequeno peso em metal. A aresta curvilínea era graduada com uma escala de 0º a 90º. Para medir a altura do Sol, por exemplo, o piloto tinha que fazer coincidir a luz deste astro, que passava pelo orifício da pínula superior, com o orifício da pínula inferior. Isso só era conseguido colocando o instrumento no meridiano do astro e com uma inclinação muito precisa. Nesse instante, o fio-de-prumo indicava a altura do astro – ângulo entre o horizonte e o astro – ou a distância zenital – ângulo entre o astro e o zênite do observador, dependendo apenas da forma como o instrumento estivesse graduado – de 0º a 90º ou de 90º a 0º, da aresta lisa para a aresta das pínulas. O fato de estes instrumentos serem de madeira é, possivelmente, uma das razões pelas quais não chegou até aos nossos dias nenhum quadrante da época dos descobrimentos.

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Figura 2: Astrolábio (Fonte: http://www.museutec.org.br/previewmuseologico/o_astrolabio.htm)

     O astrolábio era um antigo instrumento para medir a altura dos astros acima do horizonte, utilizado na Idade Média para fins astrológicos e astronômicos. Também era utilizado para resolver problemas geométricos, como calcular a altura de um edifício ou a profundidade de um poço. Era formado por disco de latão graduado na sua borda, num anel de suspensão e numa mediclina (espécie de ponteiro). O astrolábio náutico era uma versão simplificada do tradicional e tinha a possibilidade apenas de medir a altura dos astros para ajudar na localização em alto mar.

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                     Figura 3: Bússola (Fonte: http://geduquedecaxias.com/?page_id=256)

     A bússola foi, é, e sempre será um dos instrumentos de orientação mais importantes que possuímos. Ela foi muito utilizada nas grandes navegações, tal como no descobrimento do Brasil.
    O princípio de funcionamento de uma bússola é muito simples: uma agulha imantada apoiada sobre uma pequena haste e empilhada em um líquido especial (querosene ou xilene) aponta sempre a direção norte, sendo magneticamente atraída para esse pólo. No visor da bússola temos também a rosa dos ventos, para determinar a leitura com precisão.

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Figura 4: GPS (Fonte: http://www.melhorgps.com/as-opcoes-de-rota-do-gps/)

O Sistema de Posicionamento Geográfico (Global Positioning System), desenvolvido pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos, tem como princípio de sua função identificar a localização de um receptor, na superfície terrestre, que capte sinais emitidos por satélites e é considerado, atualmente, a mais moderna e precisa forma de determinação da posição de um ponto na superfície terrestre.

     Ao todo existem 24 satélites artificiais distribuídos em seis planos orbitais, onde estão todos posicionados de forma que, aonde quer que esteja, o receptor estará sempre em uma área de alcance que permita calcular a latitude, longitude e altitude do lugar, e através destes dados é possível identificar sua localização no planeta.