Reunião de Seção GEOCACHING ESCOTEIRO

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1 Reunião 15 Reunião de Seção GEOCACHING ESCOTEIRO Área de Desenvolvimento enfatizada: INTELECTUAL Ramo: Sênior Mês recomendado para desenvolver esta reunião: Qualquer mês. Explicação sobre o tema: O sistema de posicionamento global, popularmente conhecido por GPS (acrônimo do original inglês Global Positioning System, ou do português "geo-posicionamento por satélite") é um sistema de navegação por satélite que fornece a um aparelho receptor móvel a posição do mesmo, assim como informação horária, sob todas as condições atmosféricas, a qualquer momento e em qualquer lugar na Terra, desde que o receptor se encontre no campo de visão de quatro satélites GPS. O Geocaching é uma caça ao tesouro dos tempos modernos, jogado ao ar-livre no mundo inteiro com receptores de GPS. A ideia básica do jogo é dirigir-se até coordenadas específicas e encontrar a geocache (recipiente/contêiner) escondida nesse local. Local: Ambientes amplos, tais como parques, o bairro (ou até mesmo a cidade...) onde fica o Grupo Escoteiro. Duração: Entre 1 a 4 horas de jogo, a critério do organizador. Recursos materiais necessários: Aparelho receptor GPS (Caso realizado em áreas urbanas, até mesmo smatphones podem ser utilizados), por participante/equipe; Contêineres (Caixas plásticas do tipo tupperware) em quantidade equivalente ao número de pontos desejados para o jogo; Um pequeno caderno de registro (log) para cada contêiner; Para cada contêiner um prêmio, tarefa, parte de código, Etc. Recursos humanos necessários: Caso o jogo se desenvolva em uma área muito ampla, é conveniente que haja um número mínimo de pessoas para verificar a integridade dos esconderijos das geocaches. Normalmente, três adultos, munidos de bicicletas, dão conta dessa tarefa. Em áreas urbanas, pode-se pedir a um comerciante ou morador para contribuir com o jogo, guardando a geocache. Preparação prévia: Um mês antes do jogo, as patrulhas devem ser instruídas a respeito do funcionamento dos receptores GPS. Os escotistas devem assegurar que os jovens compreenderam perfeitamente o procedimento de inserir coordenadas geográficas no aparelho. Todos os pontos onde ficarão escondidas as geocaches devem ser previamente locados, com as coordenadas aferidas por um segundo aparelho e, se possível, por outra pessoa, que não seja o

2 autor da primeira locação do ponto. As geocaches devem ser preparadas, identificadas e, finalmente, ocultas na véspera da atividade. Em áreas urbanas, as autoridades devem ser informadas do evento para que as geocaches não terminem recolhidas e o grupo escoteiro multado! Programa 00:00 Cerimônia de abertura da reunião. 00:05 Explicação da atividade, apresentação das regras do jogo. 00:25 Início do jogo. 03:45 Encerramento do jogo, entrega dos logs/tarefas (se for o caso). 03:50 Encerramento da reunião. Descrição da atividade Cada participante/equipe recebe as coordenadas de uma geocache diferente e, com o auxílio de um receptor GPS, deverá tentar localizá-la. Encontrando-a, deve registrar sua descoberta no log (livro de registro) da geocache, informando seu nome/nome da equipe, data, horário da descoberta. Cada geocache possui, além de um caderno de log, as coordenadas para as outras geocaches (fica a critério do organizador decidir sobre o fornecimento da localização de todas, algumas ou apenas uma geocache.), uma tarefa e/ou um prêmio e/ou um objeto (a critério do organizador). Em todos os casos, deve ser previamente acordado o procedimento a ser adotado pelo descobridor, sendo mandatório: 1. Manter a integridade do local onde a geocache está escondida; 2. Preencher correta e integralmente o log; 3. Registrar o número da geocache, suas coordenadas (e eventuais instruções); 4. Somente retirar da geocache aquilo que for previamente acordado nas regras do jogo; Cabe aqui uma explicação adicional: no jogo mundial de geocaching, normalmente há um objeto dentro do contêiner. A condição para que se retire o objeto do contêiner é que se deixe outro em seu lugar, para o próximo descobridor. No caso de uma premiação, pode ser acordado que o prêmio se destine apenas ao primeiro descobridor, por exemplo. 5. Devolver a geocache ao seu local, da mesma forma como foi encontrado. Grande parte da diversão está em Descobrir o contêiner. Seria muito frustrante que o mesmo estivesse totalmente exposto; Ao término do tempo de jogo, os participantes devem retornar ao local de início, e entregar suas anotações (e tarefas, se este for o caso.) ao organizador. Como pode ser percebido, o jogo é altamente personalizável: pode ser estendido por várias horas (até mesmo dias!), por áreas variadas (basta dizer que o jogo original é realizado em escala mundial!), ter objetivos os mais variados e diferentes graus de complexidade. Basta que o organizador faça as adaptações necessárias e dedique o tempo adequado para a preparação. Reunião elaborada por: Equipe Nacional do Ramo Sênior Publicada em: 08/05/14

3 Anexos Artigos Usando GPS com Mapas Impressos Índice: Seção 1 - Introdução o Introdução a GPS e Mapas Impressos o Como um GPS trabalha com mapas? o Mapas Eletrônicos e Mapas Impressos o Casando um GPS a um Mapa para Navegação Seção 2 - Sobre Mapas impressos o Mapeando a Terra o Latitude e Longitude o Norte Verdadeiro e Magnético o Projeções Universal Transversal de Mercator (grades UTM) o Datums de Mapa Seção 3 - Navegação o Usando uma Bússola Tradicional para Navegação o Usando uma Bússola de GPS o Lendo Mapas Informações de Mapa Escalas de Mapa o Localizando Itens de Mapa Usando Ferramentas de Mapa Usando a Ferramenta de Sobreposição de Grade Usando a Régua de Canto Usando a Régua de Lat/Lon Usando a Rosa dos Ventos o Precisão do GPS o Precisão do Mapa

4 Introdução Introdução a GPS e Mapas Impressos Os mapas impressos têm sido, tradicionalmente, a ferramenta primária de navegação por séculos. Os mapas são mais confiáveis quando usados com uma bússola para determinar orientação e direção. Com o advento da tecnologia de GPS, você poderia pensar que aqueles mapas se tornaram obsoletos. Muito pelo contrário, eles se tornaram até mais úteis. Este guia contém informações práticas para usar as funções contidas em sua unidade GPS para complementar a navegação com mapas impressos. Para ajudá-lo a entender a relação entre mapas impressos e unidades GPS, você receberá uma breve introdução sobre como usar mapas para navegação terrestre e como esta forma de navegação é melhorada e até simplificada quando usando um GPS. Você aprenderá como são desenvolvidos mapas impressos de uma Terra que é geosférica, em uma superfície plana. E quais compensações são feitas para criar um mapa plano preciso. Você também aprenderá como funções da unidade GPS melhoraram os métodos de navegação usando mapas tradicionais. Os mapas usados para nossas demonstrações são mapas topográficos do Instituto de Pesquisas Geológicas dos Estados Unidos (USGS). Para a maior parte das pessoas, quase todo mundo pode entender a apresentação básica de um mapa; porém, entendendo as aplicações práticas da leitura de um mapa para navegação precisa, exige um pouco de instrução. Nossa meta é introduzi-lo na navegação com mapa, com algumas explicações e exercícios básicos, e oferecer-lhe caminhos para descobrir mais informações por conta própria, pelo uso de referências detalhadas encontradas em vários locais na Internet. Leitura de mapas e navegação, são habilidades desenvolvidas pela prática. Este guia é planejado para ajudá-lo a entender os fundamentos dos mapas e apreciar o valor de um GPS quando usado para navegação terrestre. Na seção de Links do site, há uma lista de sites úteis na Internet, para levá-lo a uma visão mais a fundo da navegação com mapa impresso. Como um receptor GPS trabalha com mapas? Antes de poder responder a esta pergunta, você deve saber como os mapas trabalham. Uma vez que você tiver um conhecimento prático de como os mapas são projetados para navegação, a questão do GPS será, na maior parte, respondida. Automático é a palavra chave para entender a unidade de GPS e sua relação com a navegação por mapas. O GPS tem várias aplicações em terra, mar e ar. Basicamente, o GPS lhe permite determinar sua posição e achar outras posições na Terra. Ele lhe auxilia a navegar de e para estas posições. O GPS pode ser usado em todos os lugares, exceto onde fica impossibilitado de receber um sinal de satélite como dentro de edifícios; cavernas, garagens e outros locais subterrâneos; assim como sob a água. As aplicações aeronáuticas mais comuns incluem navegação para aviação geral e comercial. No mar, o GPS é normalmente usado para navegação por marinheiros profissionais, embarcações de recreio e entusiastas da pesca. Se você estiver envolvido em uma atividade ou esporte onde precisa manter registro de onde você está, achar seu caminho para um local específico ou saber em que direção e velocidade você está indo, você pode se beneficiar do Sistema de Posicionamento Global e uma unidade de GPS. Neste guia, nós usaremos um Garmin e Trex Vista para demonstrar as funções do GPS.

5 Seu tamanho pequeno, bússola e altímetro eletrônicos o tornam ideal para viagens off-road onde um mapa impresso está sendo usado como referência. Embora este seja um GPS completo, mesmo um modelo de GPS básico pode aprimorar e simplificar a navegação com mapa impresso. Para ter informações detalhadas sobre operação de sua unidade específica, consulte o manual do proprietário e o guia de referência para aquele produto. Muitas designações e siglas neste guia estão em inglês que é o padrão internacional em termos de navegação (por exemplo: N, S, E, W em lugar de N, S, L, O). Se você ainda não tem um GPS ou deseja adquirir uma versão melhor que a sua unidade atual, veja o guia de aplicações e de escolha de um GPS na seção Comprando um receptor GPS. Mapas eletrônicos e Mapas impressos Neste guia, nós vamos limitar nossa discussão a aplicações terrestres e navegação usando um GPS e um mapa impresso. Na maioria das comparações você esperaria uma discussão das vantagens de um sobre o outro, mas no caso de mapas impressos e unidades GPS, não existem muitas desvantagens. De fato, o GPS é projetado com funções para aprimorar a funcionalidade dos mapas impressos e os mapas impressos aprimoram a capacidade de um GPS. Uma vantagem do mapa impresso é que, sem muito conhecimento, você pode lê-lo e usá-lo para executar tarefas básicas de navegação. O mesmo é verdade para um GPS. Com algum conhecimento básico de mapas e bússola você pode determinar sua posição aproximada em um mapa impresso. Com o apertar de um botão, você pode usar um GPS para determinar sua posição exata em qualquer lugar no mundo. O mapa impresso oferece um retrato ampliado da área ao redor de sua posição e descreve marcos, estradas, vias fluviais, cidades, etc. em grande detalhe. A maioria das unidades de GPS contêm um mapa eletrônico semelhante aos mapas impressos, mas com estas diferenças: não existe tanto detalhe no mapa eletrônico, mas você pode alterar a escala do mapa eletrônico (Zoom IN ou OUT), você pode identificar um item no mapa e criar um caminho para ele, além de ajuda de navegação para mantê-lo no rumo para seu destino. Você pode medir sua velocidade e armazenar informações sobre o destino assim como a rota para ele, para uso futuro. Você também pode personalizar o modo como o mapa exibe seus itens, controlando o tamanho do texto, removendo alguns itens para simplificar a quantidade de itens mostrados, etc. Com o software adequado, você pode carregar uma variedade de mapas para a maioria das unidades (desde que ela tenha esta capacidade). Funções de mapa impresso, complementadas por receptores de GPS Mapas impressos Escala de mapa Informações de declinação do Norte Magnético Projetado de um formato de projeção de mapa Projetado para um Datum de Mapa Unidades de medida Funções geográficas Receptores de GPS Escala de mapa com capacidade de ampliação/redução (Zoom IN/OUT) Opções de Ajuste da Referência Norte Capacidade de combinar o formato de posição Capacidade de combinar o datum de mapa Opções de unidades de medida Funções geográficas com opções de exibição

6 Mapas impressos usando ferramentas de mapa e Bússola Medindo distância entre pontos de mapa Projetando um rumo para um ponto do mapa Marcando uma posição no mapa Usando uma bússola para navegar em um rumo Localizando sua posição no mapa Marcando uma rota para um destino Medindo seu progresso Funções embutidas no GPS Função de medida de distância Função de rumo automático (GoTo) Marca automática (Mark Waypoint) Navegação automática (Pagina Nav) (CDI) Marcando sua posição atual Criando uma rota com waypoints Cálculo automático (Computador de Viagem) Mapas eletrônicos e Mapas impressos Mapa impresso Mapa Topográfico da USGS - Escala 1:50.000

7 Mapa eletrônico de GPS Ampliado Zoom IN Exibição de mapa topográfico Reduzido Zoom OUT Exibição de mapa topográfico Enquanto mapas impressos provêm grande detalhe e uma visão ampla da área do mapa, mapas eletrônicos só podem exibir uma área pequena em detalhe, em última instância, eles podem descrever a Terra inteira com a conveniência adicional de poder selecionar a escala do mapa (Zoom In e Zoom Out). Mapas de GPS normalmente não são exibidos na mesma escala que os mapas impressos mas podem ser ampliados e reduzidos para se aproximar à escala do mapa impresso. A seta de movimento nas unidades de GPS com mapas embutidos, lhe permite mover sobre o mapa para visualizar detalhes dentro da área de cobertura do mapa. Usando a seta de movimento para localizar qualquer ponto no mapa, você pode marcar a posição como um waypoint, para criar um destino, ou marcar sua posição atual. A seta de movimento também lhe permite medir a distância entre dois pontos no mapa. Adaptando as Funções GPS a um Mapa para Navegação Se você possui um GPS, sem dúvida você deve ter examinado o menu de funções. Você deve ter visto uma opção de Configurações (Setup) contendo opções para: Formato de posição Datum de mapa Referência Norte Variação Magnética Direção da Exibição Estas opções lhe permitem a coincidir sua unidade de GPS com quase qualquer mapa, o que é essencial se você quiser usar seu GPS junto com um mapa para navegação. Além destas, seu GPS deve conter a função Mark Waypoint (marcar waypoint) que pode oferecer o cálculo da média de posição para aumentar a precisão, um Computador de Viagem para medir e registrar tempo e distância, um Indicador de Divergência de Curso (CDI), e finalmente uma Página de Mapa ou Navegação que exibe sua posição atual em um mapa. Também incluída na Página do Mapa está uma leitura da direção de bússola, exibição do Track (um registro visual

8 de seu movimento) e uma seta de movimento que você pode mover sobre o mapa para destacar um item e medir a distância até ele, aprender mais sobre ele através das páginas de informação ou registrá-lo como um waypoint de destino. Você pode criar uma rota para um destino em seu mapa impresso e então transferir as coordenadas de cada ponto na rota para seu GPS. Com estas informações o GPS reconstrói a rota e o leva para seu destino, provendo informações de tempo e distância conforme você a percorre. Um conhecimento básico de como marcar coordenadas para itens identificados em seu mapa e de como marcar a sua posição em um mapa são essenciais para combinar as informações de um mapa com as funções de navegação de um GPS. Adaptando as Funções GPS a um Mapa para Navegação Aqui vamos dar uma olhada rápida nas telas de funções de um GPS (estas podem divergir de seu modelo de GPS em particular) que complementam a navegação com mapa. Cada função mostrada contém também uma breve descrição.

9 Página Mapa com Seta de Movimento: Um mapa eletrônico com a função Zoom In e Zoom Out que lhe permite alterar a escala do mapa à vontade. A escala é exibida no canto esquerdo inferior da exibição. Uma seta de movimento lhe permite mover sobre o mapa e rolar o mapa para revelar mais área visível. Diferentemente de um mapa impresso, com limitações de tamanho, um mapa base de GPS pode ser movido para visualizar uma grande porção da Terra. Página de Navegação: Página Mapa com Seta de Movimento Uma Bússola com seta de direção ou rumo e em algumas unidades, uma Página de Estrada com um caminho de navegação gráfico (estrada). Estas páginas também são acompanhadas por campos de dados selecionáveis para registrar tempo, distância, velocidade, e informações de direção. Para que estas páginas funcionem com precisão e de acordo com as informações de seu mapa, devem ser feitos alguns ajustes na configuração da unidade de GPS, para coincidir com os métodos que você está usando para navegar com seu mapa. Página de Navegação com Bússola Exibição de Direção e Referência Norte: Página Estrada Nas opções de Configuração de Direção observe as opções de Direção (Heading) e Referência Norte. Dependendo de como você quer navegar, você pode escolher entre exibir a direção com Letras Cardeais (N,S,E,W), Graus, ou Mils. Dependendo de como você pretende medir e projetar rumos em seu mapa, você pode escolher uma Referência Norte: Automática, Norte Verdadeiro, Norte Magnético, Norte de Grade ou Norte do Usuário (para esta última você deve ter conhecimento suficiente sobre o mapa que está usando para configurar a declinação para coincidir com a do mapa). O GPS pode calcular automaticamente a declinação magnética para sua posição atual. Configurações de Navegação

10 Formato de Posição e Datum de Mapa: O menu de Configuração lhe oferece uma seção de Unidades ou uma seção de Posição onde você pode selecionar o Formato de Posição e o Datum de Mapa para coincidir ao do mapa que você está usando. O Formato de Posição deve ser selecionado para coincidir com o método em que as coordenadas de seu mapa são medidas. Escolha um formato que coincida com seu mapa. Lat/Lon podem ser expressas em graus, minutos e segundos (ddd.mm.ss.s), graus decimais (ddd.dddd) ou graus e minutos decimais (ddd.mm.mmm). Se você estiver usando um, escolha UTM/UPS. O Datum de Mapa selecionado deve coincidir àquele identificado na margem do mapa. Para mapa topográfico USGS de 7.5 minutos, use NAD 27 CONUS a menos que o mapa especifique outro. Você também pode configurar as Formatos de Posição e Datum leituras de distância, velocidade e altitude para coincidir as unidades de medida desejadas no mapa. Sobre Mapas Impressos Mapeando a Terra O método básico para determinar sua posição, ou de qualquer outra coisa, na Terra é usar um sistema de referência global. O sistema mais geralmente aceito é um sistema de grade coordenado composto de linhas hipotéticas que circundam a Terra nas direções vertical e horizontal. As linhas horizontais formam círculos paralelos em torno do globo chamados Paralelos de Latitude enquanto as linhas verticais dividem a Terra em segmentos que se encontram em cada pólo e são chamados Meridianos de Longitude. Das linhas de latitude, uma, o Equador, circula a Terra exatamente a meio caminho entre os pólos norte e sul. A posição de cada um dos outros paralelos de latitude é determinada medindo a distância angular entre o paralelo e o centro da Terra, expressa em graus, minutos e segundos. As linhas de longitude iniciam com uma que passa por Greenwich, na Inglaterra e é designado como o Meridiano Principal. As distâncias angulares entre meridianos variam de 0 graus no Meridiano Principal até 180 graus no meridiano localizado no lado oposto do globo (aproximadamente na Linha Internacional de Data). A Longitude indica o quão distante uma posição no globo está localizada a leste ou oeste do Meridiano Principal (por exemplo 50 W ou 60 E). Juntos, paralelos e meridianos constroem um sistema de medida de grade conhecido como Gradícula. Quando descrevendo uma posição particular por latitude e longitude, a latitude é sempre declarada primeiro, em graus, minutos e segundos, seguida pela designação N para o norte ou S para sul dependendo de que lado do equador está a posição. A seguir é declarada a longitude em graus, minutos e segundos, seguida por E para o leste ou W para o oeste do Meridiano Principal. Quando medindo latitude e longitude em um mapa, meça primeiro à direita (leste) da linha de grade vertical mais próxima à posição do mapa e então para cima (norte) da linha de grade horizontal mais próxima à posição do mapa. Este processo é normalmente expresso como easting e northing. Entretanto, como esta gradícula (sistema de grade de medida) define uma forma esférica (3-D), não é possível criar um mapa impresso da Terra plano sem um pouco de distorção. Então, em resposta à necessidade de se mapear posições de coisas e de você mesmo na Terra e criar uma rota para elas, vários tipos de mapas foram desenvolvidos para se ajustarem às várias necessidades para navegação, pesquisa e documentação das características físicas de Terra. Quando você viaja pela Terra, não está na verdade, viajando em uma linha reta de um lugar para outro, mas em um arco que se ajusta à curvatura da Terra, conhecido como o Grande Círculo. Se

11 este arco fosse desenhado em um mapa de duas dimensões, não pareceria ser uma rota direta. A distorção é o resultado do desenho (o termo técnico é projeção) da superfície curva da Terra em uma superfície plana. Porém, os mais engenhosos cartógrafos inventaram métodos de projetar a Terra sobre um mapa, o que lhe provê a melhor solução possível para a medição precisa da distância e deste modo localizar uma posição na Terra a partir de outra posição e viajar para ela (navegação precisa). Além disso, quanto menor a seção da Terra retratada em um mapa, menor a distorção. Um exemplo usado frequentemente é cortar a casca de uma laranja em seções de cima para baixo. Corte uma seção larga e tente deitá-la em uma superfície plana sem deformá-la. Em seu lugar, corte uma seção mais estreita e então corte uma seção pequena do meio e coloque-a na mesma superfície plana. A distorção não é tão aparente e isto também é verdade para mapas de porções muito pequenas da Terra, como os mapas que nós costumamos navegar em um parque nacional. Construindo a gradícula

12 Projeções de Mapa O tipo mais provável de mapa que você usará é a Projeção Cilíndrica de Mercator. Ele é mais útil para navegação porque uma linha direta no mapa corresponde a uma direção de bússola. O exemplo do mapa da Terra mostra os paralelos e meridianos como linhas retas que se cruzam em ângulos retos. Os meridianos são igualmente espaçados, mas os paralelos não o são porque a projeção de Mercator endireita as linhas de longitude e aumenta o espaço entre as linhas de latitude equiparando ao espaço da largura longitudinal. Os mapas feitos deste modo são mais precisos numa faixa dentro de 15 graus do Equador e como a distorção é bem maior nas porções norte e sul do mapa, esta projeção pára nos paralelos 84. Esta distorção é tão grande que áreas de terra nestes limites parecem ser muito maiores do que elas são realmente em relação a áreas de terra próximas ao Equador (acima e abaixo dos paralelos 84). As regiões polares são mapeadas usando uma Projeção Cônica que nós não discutiremos aqui pois não tem uso prático para nós. Como as linhas de longitude ficam mais próximas conforme elas se aproximam dos pólos e lá e se fundem, a distância representada por um grau de longitude é maior no equador e diminui proporcionalmente conforme você se move em direção aos pólos onde os meridianos cruzam, e existem graus zero de longitude. À parte destas diferenças, você pode determinar facilmente a distância entre posições na Terra com as técnicas de medida adequadas. Duas outras variações da Projeção de Mercator são a Projeção Universal Transversa de Mercator que curva o cilindro em suas laterais para centrar-se em um meridiano em particular, produzindo uma medida Norte/Sul precisa. O outra é a Projeção de Mercator Oblíqua Espacial que alinha o cilindro com o caminho orbital de um satélite para mapear a Terra com precisão de satélites, com pequena ou nenhuma distorção, muito semelhante aos satélites de GPS. Projeções de Mapa Projeção de Mercator Projeção Universal Transversa de Mercator

13 Latitude e Longitude Projeção de Mercator Oblíqua Espacial A Leitura de um mapa requer um conhecimento de como as posições no mapa são medidas. Quase todos os mapas indicam sua posição usando Latitude e Longitude como uma das unidades de medida. Latitude e Longitude têm sido usadas como um sistema de medida de grade para navegar a Terra há centenas de anos. As unidades são graus, que são divididos em sessenta minutos e os minutos em sessenta segundos. Um exemplo seria: (onde indicam minutos e indicam segundos). O ponto onde o Meridiano Principal e o Equador se encontram está definido como N/S 00, E/W 00. O prefixo N, S, E, W é adicinado aos dados numéricos dependendo se a posição está no Hemisfério Norte ou Sul e Leste ou Oeste do Meridiano Principal. Caso contrário a posição poderia ser qualquer um de quatro pontos possíveis na Terra. Este sistema de medida é preciso o suficiente para permitir a você localizar um objeto ou posição na Terra com aproximação de metros. Como este sistema de dividir a Terra em segmentos mensuráveis foi usado inicialmente para navegação oceânica, onde não existem marcos fixos para referência em navegação: no Equador e em todas as linhas de longitude (Meridianos) - uma milha náutica é igual a um minuto de latitude e um grau de latitude é sessenta milhas náuticas. Como o comprimento das linhas de paralelo diminuem conforme você se afasta do equador, mas ainda mantém uma divisão da mesma quantidade de graus, a largura de um grau de longitude diminuirá proporcionalmente, quanto mais próximo a posição estiver do pólo norte ou sul. Como o sistema de medida de Latitude/Longitude é baseado em um modelo esférico, uma fórmula para um cálculo relativamente preciso de uma distância Leste/Oeste em qualquer latitude seria: Distância (milhas náuticas) = (Diferença em Minutos) X cos (latitude) (onde cos representa a função de coseno trigonométrico) Uma medida de sessenta milhas náuticas para um grau no Equador seria calculada em 42,426 milhas náuticas para um grau na latitude 45 de graus. Então, sempre esteja ciente de que quanto mais você se afasta do Equador a distância real para longitude diminui. Se você não estiver medindo distâncias mas meramente marcando uma posição usando uma régua, você pode aprender como compensar esta discrepância e marcar uma posição precisa lendo a seção Localizando Itens de Mapa Usando Ferramentas de Mapa na página 22 deste guia. Mas se você quiser eliminar todos os cálculos completamente, então você deve usar mapas com uma projeção

14 Universal Transversa de Mercator (UTM) que cria linhas em ângulos retos com medida de distância precisa. Norte Verdadeiro e Magnético Com direção em mente, determine se você quer usar uma referência norte verdadeira ou norte magnética. Norte verdadeiro usa o Pólo Norte como referência 0, sendo que o norte magnético usa o Pólo Norte Magnético, que está realmente no Canadá Setentrional. Se você estiver usando seu GPS junto com uma bússola padrão, você normalmente configura o GPS para o norte magnético. A diferença entre o norte verdadeiro e magnético na sua posição atual é conhecida como variação magnética (ou declinação magnética). Receptores GPS têm um modelo embutido da variação magnética da Terra e podem configurar automaticamente a variação para sua posição em qualquer lugar do planeta. Você também pode optar por configurar a variação manualmente usando um ajuste norte definido pelo usuário. Existem três indicadores achados na parte inferior da maioria dos mapas, chamado de diagrama da declinação. Eles lhe provêm informações sobre a direção do norte magnético em relação à orientação norte geográfica para a porção da Terra representada pelo mapa. Se o mapa foi também projetado para ser medido usando uma grade, então o valor de Grade Norte também estará representado. Entenda que a posição do norte magnético está em fluxo contínuo e é influenciado pelo movimento do composto de ferro derretido abaixo da crosta Terrestre. A data da declinação magnética está normalmente impressa próxima aos indicadores e se seu mapa tem mais de dez anos de idade, então a posição do norte magnético pode ter se alterado significativamente. O software operacional de sua unidade GPS é atualizado pelo fabricante de seu GPS para compensar estas mudanças e está em geral disponível na Internet. Grade UTM e a declinação do Norte Magnético em 1999 no centro do mapa. Usando Projeções de Mapa Universal Transversa de Mercator (UTM) A Universal Transversa de Mercator é a projeção de mapa mais comumente usada. É um desenvolvimento da projeção original de Mercator, que é uma projeção que preserva o comprimento ao projetar a superfície de Terra sobre um cilindro que compartilha o mesmo eixo que a Terra. Esta faz com que as linhas de latitude e longitude se cruzem em ângulos retos para eliminar o problema do desenho das linhas longitudinais mais juntas conforme elas se aproximam dos pólos da Terra. A projeção de Mercator Transversal foi o desenvolvimento seguinte que girou o cilindro de forma que seu eixo passasse pelo Equador e podia então ser girado para alinhar-se com qualquer área de interesse.

15 O sistema UTM foi desenvolvido para configurar um sistema universal para todo o mundo em cartografia. A projeção de Mercator Transversal foi usada em sessenta posições para criar sessenta zonas ao redor do mundo, cada uma com seis graus de largura. A posição é medida usando o Eixo E (Eastings) e o Eixo N (Northings), que são medidos em metros em lugar dos graus e minutos utilizados na latitude e longitude. O Eixo E começa em na linha central (meridiano central) de cada zona. No Hemisfério Norte, o Eixo N começa no Equador (0) e aumenta conforme vai em direção ao pólo. No Hemisfério Sul, Eixo N começa em no Equador e diminui conforme vai em direção ao pólo para eliminar o uso de números negativos. Para determinar sua posição no globo você deve também saber em que hemisfério e zona você está, pois as coordenadas são idênticas de zona para zona sem o número da zona e letra da grade de zona, ou seja 15 (número da zona de Longitude UTM) S (Letra da Faixa de Latitude UTM) E/ N (coordenadas do Eixo E e do Eixo N numéricas). Veja na próxima página uma definição gráfica de como os números e letras da Zona UTM são determinados.

16 Sistemas de grade Para determinar sua posição ou a posição de um objeto em um mapa e a que distância ele está de você e então navegar para ele, você precisa saber como usar marcações de grade de mapa, ler uma escala de mapa, e usar uma bússola... ou usar as funções contidas em um receptor de GPS. Você pode marcar uma posição usando graus de latitude e longitude ou usar o ainda mais preciso, Sistema de Grade Universal Transversa de Mercator (UTM). A grade UTM foi projetada para cobrir a porção da Terra entre a latitude 84 N e a latitude 80 S e foi desenhada em cima da Projeção Transversa de Mercator. Esta projeção é a mesma projeção cilíndrica mas com é eixo central alinhado com o Equador em vez do eixo polar da Terra. Cada uma das sessenta zonas em que a Terra é dividida para incluir esta grade tem 6 de largura e tem sua própria origem na interseção de seu meridiano central com o Equador como mostrado na ilustração. Todas as sessenta zonas são idênticas no formato de grade. São atribuídos valores (em metros) para o Equador e o meridiano central de cada zona e servem como linhas de base para cada zona na grade. As linhas de grade são desenhadas em intervalos regulares paralelas a estas duas linhas de base. A cada linha de grade é atribuído um valor para indicar sua distância da origem (interseção do Equador com o meridiano central). Embora parecesse mais lógico atribuir um valor de zero às duas linhas básicas e medir para fora a partir da interseção, isto exigiria designações de direção N,S,E, ou W ou números negativos a oeste dos meridianos centrais e ao sul do equador. Cada zona é dividida em faixas horizontais de 8 de latitude como descrita na página anterior. Quando expressando coordenadas de grade UTM, a letras da faixa são incluídas na descrição como também o número da zona. Coordenadas em um mapa topográfico USGS seriam escritas como: As mesmas coordenadas em uma unidade de GPS seriam expressas como:

17 Datums de Mapa - Formatos de Posição e Grades Sua posição atual pode ser visualizada no GPS na forma de coordenadas. Pelo fato de mapas e cartas diferentes usarem formatos de posição diferentes, unidades de GPS lhe permitem usar o sistema de coordenadas correto para seu uso particular. O formato mais comum é latitude e longitude, que é utilizado pela maioria das unidades de GPS. Na maioria dos modelos, você pode optar por alterar o formato de posição para usar outros sistemas de coordenadas. UTM/UPS (Universal Transversa de Mercator/Estereográfica Polar Universal) são grades métricas fáceis usar que são encontradas na maioria dos mapas topográficos de quadrangulares da USGS. MGRS (Sistema de Referência de Grade Militar) é bem parecido ao UTM/UPS e é usado principalmente em mapas militares. Várias outras grades, inclusive uma grade definida pelo usuário (para o usuário avançado), também podem ser selecionadas na maioria das unidades. A grade GPS Universal (UGPS) usa o mesmo sistema de rotulagem como o sistema de grade MRGS. Datums de Mapa Os mapas e cartas são essencialmente grades criadas a partir de um ponto de referência inicial chamado datum. Muitos mapas ainda sendo usados hoje foram criados décadas atrás. Com o passar do tempo, a tecnologia nos permitiu melhorar nossas habilidades de agrimensura e criar mapas mais precisos. Porém, ainda existe uma necessidade para adaptar os receptores de GPS para usar aqueles mapas mais antigos. As maiorias dos receptores de GPS incluem mais de 100 datums de Mapa disponíveis, o que lhe permite alterar para um ajuste que coincida com seu mapa. O uso de um datum de mapa que não coincida ao mapa que você está usando pode resultar em diferenças significativas na informação de posição. A maioria das boas cartas e mapas náuticos têm o datum listado, normalmente em algum lugar na lateral ou na legenda. No Brasil os datums de Mapa mais comuns são World Geodetic System 1984 (WGS 84), Córrego Alegre e S. American 69 (SAD69). Quando estiver examinando a lista de datums de sua unidade, lembre-se de que todos eles são modelos matemáticos da forma da Terra, usados para determinar uma posição e não mapas reais, embutidos na unidade. Usando uma Bússola para Navegação Uma bússola náutica é basicamente um transferidor usado para medir ângulos de direção. Uma bússola simples para uso com mapas impressos deve ter: - Um Anel de Bússola (Disco) que possa ser girado para ajustar rumos de direção. - Uma Linha de Rumo/Visada usada para apontar a bússola diretamente para um objeto. - Uma Agulha Magnética que é uma tira de ferro magnetizada fina com uma marca vermelha que sempre aponta para o pólo norte magnético, localizado no hemisfério do norte. - A Agulha de Orientação que é um desenho de seta pintado no disco giratório que gira com ele. Quando navegando, o topo ou frente da agulha de orientação é alinhado com a ponta norte da agulha magnética. - Linhas de Grade que são usadas para alinhar a bússola com o norte em um mapa impresso. Se a bússola é um instrumento simples, então ela também deve ser simples de usar. Navegação na sua maior parte, é uma habilidade fácil de dominar. A

18 navegação terrestre apresenta alguns obstáculos a mais do que a navegação marítima ou aérea. Pois nas duas últimas, você raramente acha quaisquer obstáculos no caminho para seu destino, na navegação terrestre isto é exatamente o oposto. Com os lagos para se passar ao redor, rios para cruzar, montanhas para subir, navegar em uma linha reta nem é sempre possível. Por isso, saber como usar uma bússola é uma habilidade valiosa. Navegação A operação básica da bússola pode ser aprendida em apenas alguns minutos. Vá ao ar livre e escolha um objeto para o qual você possa caminhar em alguns minutos e que em algum ponto do trajeto, você perca o contato visual com o objetivo antes de alcançá-lo. Com seu destino à vista, use a Linha de Visada da bússola para apontá-la diretamente para ele. Então, sem mover a bússola, gire o Anel da Bússola até que a Agulha de Orientação do disco se alinhe com a Agulha Magnética. Você agora criou uma linha de curso para seu destino. Comece a se mover em uma linha reta em direção a seu destino usando a linha de visada na bússola como um guia. Quando você perder o destino de vista, mantenha a Agulha Magnética alinhada com a Agulha de Orientação e continue a andar na direção da linha de visada. Se você for forçado a andar ao redor de objetos em seu caminho, note a agulha magnética sair do alinhamento da Agulha de Orientação. Simplesmente vire à esquerda ou direita até que as agulhas se realinhem para voltar ao curso. Continue adiante, ajustando seu curso conforme exigido, e eventualmente você alcançará seu destino. (Isto é muito difícil de fazer quando percorrendo distâncias pequenas). Se você examinar o disco na bússola, observe que além das marcas N,S, E, e W, ele é dividido em 360 graus. Note também que a linha de visada na bússola está alinhada com uma marca de grau para indicar o ângulo em graus que você estava andando para manter sua linha de curso. Se você receber instruções para ir de uma posição específica em um rumo de 245 graus, gire o disco até que a linha de visada coincida com a marca de 245 graus no Anel de Bússola, gire a bússola até que a Agulha Magnética se alinhe com o Agulha de Orientação e então ande na direção indicada pela linha de visada.

19 Para navegar para uma posição em um mapa, primeiro oriente o mapa em direção ao Norte, desenhe uma linha no mapa de sua posição atual até a posição para qual você quer navegar e use a bússola para determinar a linha de rumo. Para fazer isto, você precisa alinhar as Linhas de Grade no Anel de Bússola com as linhas de grade norte no mapa. É importante lembrar que quando visar um objeto e usar a bússola para ir até ele, a Declinação Magnética não é um fator de importância, mas com um mapa é diferente. Os mapas são projetados levando em conta um Pólo Norte teórico (Norte Geográfico ou Verdadeiro ) e o campo magnético que movimenta a agulha da bússola em sua direção está localizado geralmente no nordeste do Canadá. Então... você precisa ajustar a declinação quando usar um mapa com uma bússola. Isto é novamente complicado pelo fato dos sistemas de grade usados para medir posições e distâncias em mapas são colocados conforme o datum do mapa. Um datum de mapa é projetado para compensar irregularidades na forma da Terra, para criar o mapa o mais preciso possível de forma que o Norte de Grade também não coincide necessariamente com o Norte Verdadeiro. A direção a leste ou oeste do norte verdadeiro para estes valores também determina se você precisa adicionar ou subtrair a declinação para fazer com que a bússola funcione com seu mapa. Para aprender sobre como compensar a declinação, consulte as páginas 12 e XX deste manual. Usando uma Bússola de GPS Quase todas unidades de GPS apresentam uma bússola que lhe provê informações de direção mas só enquanto você estiver se movendo. Várias unidades de GPS também contêm uma bússola eletrônica para prover informações de direção enquanto estacionárias. As bússola funciona da mesma maneira que uma bússola magnética normal com a exceção de que você pode selecionar configurações para a Referência Norte. Você pode escolher para que a bússola exiba Letras Cardeais (N, S, E, W), Graus (0 a 360), ou Mils (existem em um círculo ou mils por grau) e Norte Verdadeiro, Norte Magnético, Norte de Grade ou, para projeções de mapas especiais nos quais você sabe o grau de orientação Norte, Norte de Usuário. Note que "Configurações de Usuário" são providas para aqueles indivíduos com um conhecimento de cartografia que excede o nível de discussão deste manual. As unidades de GPS com bússola eletrônica provêem orientação norte quando estacionária. Estas unidades também contêm uma função chamada Sight N Go que permite que você projete um rumo para um objeto ao longe (conhecido como waypoint) e então navegue para ele de sua posição atual. A bússola eletrônica na unidade funciona quase da mesma forma que uma bússola de agulha magnética. Para melhores resultados quando usando este tipo de bússola com um mapa, configure a Referência Norte para Norte Magnético e use a bússola como usaria uma bússola de agulha magnética comum.

20 Página de Bússola com Bússola Magnética exibida Página Heading com Regerência Norte selecionada Lendo Mapas - Informação de Mapa O título dos mapas topográficos da USGS está localizado no canto superior direito e é normalmente nomeado em referência a algum item geográfico significativo no mapa, como uma cidade, lago, montanha, etc. Detalhes sobre quem fez o mapa, quando foi feito, como foi compilado, os datums utilizados e a zona UTM, e outros dados mais gerais estão normalmente localizados na margem inferior esquerda do mapa. A Escala de Mapa pode ser encontrada no centro da margem inferior enquanto a posição do quadrângulo e informações dos quadrângulos adjacentes estão localizadas na margem inferior direita junto à simbologia de Classificação de Estrada. A Grade UTM e o gráfico de Declinação do Pólo Norte Magnético estão localizados na margem Inferior esquerda e são medidos do centro do mapa. Gráfico de Declinação Magnética e Grade

21 Escalas de Mapa A escala de mapa é a relação entre distância no mapa e a distância no solo. Uma escala de mapa é normalmente expressa como uma fração ou relação. As escalas representativas (1/ ou 1:24.000) significam que uma unidade de medida (normalmente 1 polegada ou 1 centímetro) é igual a das mesmas unidades no solo. Mapas rodoviários normalmente indicam que 1 polegada se equipara a tantas milhas ou que 1 cm se equipara a tantos quilômetros. O primeiro número da escala é sempre 1. O segundo número na escala é diferente para cada escala do mapa. Quanto maior o número, menor a escala do mapa. Mapas de escala grande, exibem mais detalhes porém mostram uma área menor, ao contrário dos mapas de escala pequena que mostram uma área maior com menos detalhes. Você pode achar mais de uma barra de escala indicando o comprimento de escala para pés, milhas, metros e quilômetros. Como os intervalos de curvas de nível para mapas topográficos são normalmente medidos em pés e as grades UTM usam medida de distância em metros, fatores de conversão também são incluídas nas informações de escala de mapa. Marcações de mapas da United States Geological Survey (USGS)

22 Localizando Itens de Mapa Usando Ferramentas de Mapa A medida é crítica para localização das coordenadas de um item em um mapa, seja na distância ou direção. A página seguinte contém três ferramentas de mapa que você pode copiar imprindo em uma transparência com uma impressora a laser ou copiadora padrão. Estas ferramentas são para usar com mapas na escala 1: (mapas topográficos da USGS de 7.5 minutos por exemplo). A primeira ferramenta de mapa é uma Sobreposição de Grade UTM com uma Rosa dos Ventos Quadrada. Esta ferramenta consiste de uma grade de mil metros quadrados dividida em incrementos de 100 metros rodeada por uma rosa dos ventos de 360 (modelo de direção). A segunda ferramenta de mapa é uma Régua de Canto UTM que consiste em duas escalas formando um ângulo reto. Este tipo de régua oferece uma precisão maior do que a ferramenta de Sobreposição de Grade UTM porque a escala é dividida em incrementos de 10 metros. A terceira ferramenta de mapa é a Régua de Latitude/Longitude. Se você desejar determinar coordenadas de mapa em Latitude e Longitude você pode medir com precisão de até um segundo ou intervalos de,01 minutos. Antes de poder começar a usar as ferramentas, você deve preparar um mapa de escala 1: medindo as linhas de grade. Se você estiver usando um mapa topográfico de 7,5 minutos da USGS, note as pequenas marcas na borda externa do mapa, cada uma com um valor numérico atribuído. Como os mapas USGS atuais não são impressos com as linhas de grade na superfície do mapa, você deve adicioná-las você mesmo, usando as marcas da borda, com um lápis ou caneta de ponta fina e uma régua longa o suficiente para cobrir a dimensão do mapa. Tome bastante cuidado ao desenhar as linhas de grade tanto vertical como horizontalmente, pois quanto mais precisas você as faz, mais precisas serão suas medidas. Mas, para economizar tempo neste exercício, nós provemos uma seção de um mapa topográfico, para medir, com as linhas de grade já no lugar. O mapa e as ferramentas de mapa estão no formato PDF próprio da Adobe. Para ver e imprimir o mapa e as ferramentas você necessitará do software Adobe Acrobat Reader. Este software é gratuito e pode ser obtido (em Português) neste site ou no site da Adobe na Internet. Com o software adequado faça o download do Mapa Topográfico. Tudo que você precisa fazer agora é reproduzir as ferramentas com precisão em uma folha transparente usadas em impressoras a laser ou copiadoras e recortar suas ferramentas. Faça o download das Ferramentas para Mapa e siga as instruções na página que contém as imagens.

23 Usando a Ferramenta de Sobreposição de Grade Coloque a sobreposição de grade no mapa obtido na página 22, com suas bordas alinhadas com as linhas de grade que circundam o item de mapa para o qual você quer determinar a coordenada. Em nosso mapa, nós colocamos uma Estrela para marcar o item de mapa. Lembre-se de que a grade representa um mil metros quadrados e a sobreposição de grade a divide para uma precisão de medida de 100 metros quadrados. Depois disso você pode estimar ou usar a Régua de Canto para maior precisão. Leia para o leste (easting) da linha de grade vertical da esquerda e para o norte (northing) para cima da linha de grade horizontal inferior. Siga ambas as linhas de grade até sua origem na borda do mapa e observe seu valor numérico (por exemplo, o número grande na série de números: M E...ou entre os identificadores principais). Agora localize o item de mapa dentro da grade e determine valores para sua posição usando as linhas de 100 metros na sobreposição de grade (ignore os graus de bússola na borda externa da sobreposição por enquanto). Uma vez que você tenha medido, apenas adicione o valor para easting e northing ao final do valor da linha de grade (substitui os 000M para identificadores principais ou adiciona após o final do número grande para as linhas de grade intermediárias, entre os identificadores principais). Para a maioria dos usos em navegação terrestre, 100 metros de precisão é adequado, mas você pode medir até um metro (adicionando três dígitos ao final do valor da linha de grade). Sua medida deve ser (LESTE) (NORTE), ou próximo disso, dependendo do quão bem você posicionou a sobreposição de grade e estimou os últimos dois dígitos. Adicione 12 S ao início destas coordenadas para colocá-la na Zona 12 e Grade S da grade UTM e você tem uma coordenada única para o globo inteiro. Consulte para as páginas 13 e 14 para mais informações. Primeiro ajuste suas configurações de Sistema do GPS (System Setup) para: Formato de Posição = UTM/UPS, Datum de Mapa = NAD27 CONUS (North American Datum 1927 Continental U.S.), e Grade de Referência Norte para coincidir com o mapa topográfico USGS. Entre este valor em um waypoint no GPS (12 S ) e selecione o botão de "Mapa" na tela para visualizar a posição deste ponto no mapa do GPS. Seu GPS deve colocá-lo no topo de uma montanha a oeste do Lago Utah próximo a Provo em Utah no Quadrângulo da Passagem dos Soldados. Você poderia caminhar facilmente os 900 metros para este pico, partindo da Estrada de Jipe 4WD ao Sul. Configurações da unidade GPS para compatibilidade com o mapa impresso USGS de 7.5 minutos Quando marcar sua posição usando coordenadas de grade UTM, configure a Referência Norte para "Grid" (grade).

24 Usando a Régua de Canto Se você quer uma precisão próxima a um metro, então você deve aprender a usar a Régua de Canto para marcar sua posição. A Régua de Canto mede como uma Ferramenta de Sobreposição de Grade mas em vez de medir da linha de grade até o item de mapa você mede do item de mapa até a linha de grade. Em lugar de incrementos de 100 metros, a Ferramenta de Canto usa incrementos de um metro, que em um mapa de escala 1: são muito próximos, tornando a precisão para indicar um ponto um pouco mais difícil. Para a posição do item do mapa obtido na página 22, coloque o cruzamento das linhas de canto no centro do item e então meça primeiro até a linha de grade à esquerda e depois disto, meça até a linha de grade inferior. Dependendo de o quão esquadrejado você colocou a ferramenta na grade e centrou as linhas transversais no item de mapa, você devia ter marcado esta posição: 12 S E N. O que é uma melhoria de 5 metros easting e 15 metros northing. Usando a Régua de Lat/Lon Se você estiver usando latitude e longitude como sua unidade de medida, então marque a mesma posição usando uma régua latitude/longitude escala 1: Lembre-se, latitude e longitude são medidas em graus, minutos e segundos (unidades divisíveis por 60). A régua oferece uma opção de medida em intervalos de 0,01 minutos ou em intervalos de um segundo. Quando você olhar para a régua, note que as medidas são da direita para a esquerda, ao contrário da régua padrão. Ache as marcas lat/lon nos cantos do mapa, e como nós não poderíamos fazer caber um mapa de 7,5 minutos na página, observe apenas as marcações no canto esquerdo superior (latitude e longitude ). Se você subtrair 7,5 minutos destes valores, você obterá latitude na parte inferior do mapa e longitude na margem direita do mapa. A distância da margem deixada até o item de mapa obtido na página 22 é de 1 minuto e 09 segundos e a distância da margem superior até o item de mapa é de 1 minuto e 48 segundos. Para marcar a posição em latitude/longitude, subtraia as medidas dos valores no canto do mapa. O item de mapa deve estar localizado em: Latitude Norte e Longitude Oeste Ferramenta de Canto Régua de Latitude/Longitude Item do mapa USGS marcado como um Waypoint em um GPS Se você tiver uma Unidade GPS, você pode verificar suas medidas criando um waypoint em sua unidade de GPS usando estas coordenadas e então exibi-lo na Página Mapa. Usando a Rosa dos ventos Agora que você determinou a posição do item de mapa, você precisa navegar para ele. A menos que você saiba a sua posição atual no mapa, você não pode chegar lá sem a ajuda de sua

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