Como Usar o GPS para Monitorar Vulcões

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Como funciona o GPS?

Os satélites GPS transmitem continuamente uma estimativa da posição do satélite, um código digital e o tempo do sinal com precisão.

Os receptores GPS medem a distância usando o tempo de percurso dos sinais de rádio. A distância é calculada multiplicando o tempo que os sinais de rádio levam para atingir os tempos do receptor de velocidade no qual os sinais de viagem – cerca de 186.000 milhas/segundo, ou 300.000 Km/s, (a velocidade da luz).

Sabendo onde os satélites estão localizados quando transmitem os seus sinais, o receptor pode calcular a sua posição na Terra ou no ar.

O fundamental é que os receptores devem receber simultaneamente os sinais de pelo menos 4 satélites, em parte porque os relógios dos receptores não são tão precisos como os relógios atômicos dos satélites. Se os relógios em um receptor e do satélite estiverem fora de sincronia por 1/1000 de um segundo, a medição da distância pode ser de um erro de 186 milhas (300 km)! A quarta medida, essencialmente, permite que o receptor corrija o seu relógio interno.

Monitorando Vulcões com GPS

A atual constelação de satélites GPS fornece ao usuário 5 a 8 satélites de qualquer lugar na Terra, se você tem uma vista desobstruída do céu, em todas as direções. Com esta informação um receptor GPS pode determinar rapidamente a posição em questão de metros.

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Em vulcões, porém, uma precisão de poucos centímetros ou menos, é extremamente importante para detectar o acúmulo de estresse e pressão causada pelo magma em direção à superfície do solo.

Para obter este tipo de precisão nas medições, precisa-se levar em consideração outros fatores, incluindo a variação na velocidade do sinal transmitido pelo satélite quando ele viaja através da atmosfera e a incerteza na posição do satélite.

Uma maneira comum de eliminar esses erros em potencial é a criação de receptores GPS sobre várias referências de vulcões ao mesmo tempo, para que se possa ao mesmo tempo coletar os dados dos mesmos satélites.

Como a maioria dos erros associados com o atraso do sinal através da atmosfera e da localização dos satélites torna-se o mesmo para todos os locais, pode-se determinar as suas posições em relação ao outro em menos de um centímetro.

Para uma maior precisão, coleta-se dados de GPS por 8 a 24 horas e, em seguida, calcula-se a posição do padrão de referência utilizando posições de satélite mais precisas e modelagem do atraso atmosférico.

Fonte: USGS – Science for a changing world

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