Apostila GPS-Geodésia II-Prof. Valdeir-IFG-2011-V1

GEODÉSIA II

PPOOSSIICCIIOONNAAMMEENNTTOO GGEEOODDÉÉSSIICCOO PPEELLOO GGPPSS

Elaboração:Prof. Dr. Valdeir F. de [email protected]

Março de 2011

•Posicionamento Geodésico pelo GPS •09/03/2011

•Prof. Valdeir F. de Paula - Março/2011 •1

Março Março de de 20112011

Posicionamento Posicionamento Geodésico pelo GPSGeodésico pelo GPS

Prof. Valdeir F. de Paula, DSc.

CAP. 1-INTRODUÇÃO AO GPS




Prof. Valdeir F. de Paula – Março/2011 3

O que é Posicionamento ?O que é Posicionamento ?

É o ato de determinar as coordenadas É o ato de determinar as coordenadas de um ponto em relação a um de um ponto em relação a um

determinado referencial.determinado referencial.


O que é Posicionamento O que é Posicionamento Geodésico ?Geodésico ?

É o ato de determinar as coordenadas É o ato de determinar as coordenadas de um ponto, COM PRECISÃO de um ponto, COM PRECISÃO

GEODÉSICA (ALTA PRECISÃO), em GEODÉSICA (ALTA PRECISÃO), em relação a um determinado referencial relação a um determinado referencial

GEODÉSICO.GEODÉSICO.




Como se fazia posicionamento Como se fazia posicionamento antes do GPS ?antes do GPS ?

►►AstrosAstros►►BússolaBússola►►Determinação da Determinação da

Latitude: Latitude: AstrolábioAstrolábio QuadranteQuadrante SextanteSextante

Sextante


Como se fazia posicionamento Como se fazia posicionamento antes do GPS ?antes do GPS ?

►►Ondas de RádioOndas de Rádio LORAN e DECCA (Faixa LORAN e DECCA (Faixa

Costeira)Costeira) Ômega (Baixa Precisão e Custo Ômega (Baixa Precisão e Custo

Elevado)Elevado)

►►Satélites ArtificiaisSatélites Artificiais NNSS/TRANSIT (Efeito NNSS/TRANSIT (Efeito

Doppler): Esteve ativo de 1967 Doppler): Esteve ativo de 1967 a 1996;a 1996;




O que é o GPS ?O que é o GPS ?O GPS, cuja sigla significa Sistema de O GPS, cuja sigla significa Sistema de Posicionamento Global, permite, através de Posicionamento Global, permite, através de uma constelação de satélites artificiais, a uma constelação de satélites artificiais, a obtenção da localização, tempo e obtenção da localização, tempo e velocidade de um receptor GPS.velocidade de um receptor GPS.

SistemaSistema: conjunto de partes (segmentos): conjunto de partes (segmentos)PosicionamentoPosicionamento: fornece posição: fornece posiçãoGlobalGlobal: abrangência em toda a Terra: abrangência em toda a Terra


O que é o GNSS ?O que é o GNSS ?

A sigla GNSS significa A sigla GNSS significa Global Global NavigationNavigationSatelliteSatellite System System (Sistema Global de (Sistema Global de Navegação por Satélite) e corresponde a um Navegação por Satélite) e corresponde a um termo genérico para identificar um sistema termo genérico para identificar um sistema global de posicionamento por satélites. global de posicionamento por satélites. Atualmente, estão em atividade o sistema Atualmente, estão em atividade o sistema americano (GPS) e russo (GLONASS).americano (GPS) e russo (GLONASS).Futuramente, estarão ativos também o Futuramente, estarão ativos também o sistema europeu (sistema europeu (GalileoGalileo) e o chinês ) e o chinês ((CompassCompass//BeidouBeidou II).II).




Histórico do desenvolvimento do GPSHistórico do desenvolvimento do GPS►► O Sistema GPS foi desenvolvido e é mantido pelo O Sistema GPS foi desenvolvido e é mantido pelo

Departamento de Defesa dos EUADepartamento de Defesa dos EUA►► Objetivo: ser o principal sistema de navegação das Objetivo: ser o principal sistema de navegação das

forças armadas americanasforças armadas americanas►► Em razão da alta Em razão da alta acuráciaacurácia, surgiram diversos , surgiram diversos

usuários civis, em diversas áreas de atuaçãousuários civis, em diversas áreas de atuação►► Custo do Sistema: 8 a 10 bilhões de US$Custo do Sistema: 8 a 10 bilhões de US$


Histórico do desenvolvimento do GPSHistórico do desenvolvimento do GPS►► Capacidade Operacional Inicial (IOC):Capacidade Operacional Inicial (IOC): 08/12/199308/12/1993

►► Capacidade Operacional Completa (FOC):Capacidade Operacional Completa (FOC): 27/04/199527/04/1995

►► Primeiro Satélite:Primeiro Satélite: Lançado em 1978 Lançado em 1978 -- 1500 kg, US$ 50 milhões1500 kg, US$ 50 milhões

►► Satélites do Bloco II:Satélites do Bloco II: 2000 kg, US$ 25 milhões2000 kg, US$ 25 milhões




Histórico do desenvolvimento do GPSHistórico do desenvolvimento do GPS

►►Primeiro Receptor: Macrometer Primeiro Receptor: Macrometer (protótipo), testado no MIT em 1982(protótipo), testado no MIT em 1982

►►Métodos: Cinemático (1985), OTF (1989), Métodos: Cinemático (1985), OTF (1989), WADGPS (1989), RTK (1993)WADGPS (1989), RTK (1993)

►►Monitoramento da Atmosfera com GPS: Monitoramento da Atmosfera com GPS: 19941994


Histórico do desenvolvimento do GPSHistórico do desenvolvimento do GPSBloco Lançamento Nr. Satélites

LançadosNr. Satéliteem Serviço

I 1978–1985 10+11 0

II 1985–1990 9 0

IIA 1990–1997 19 11

IIR 1997–2004 12+11 12

IIR-M 2005–2009 7+12 8

IIF 2010–2011 1+92 1

IIIA 2014–? 0+123 0

IIIB 0+83 0

IIIC 0+163 0

Total 59+21+122+363 321Fracassado 2Em preparação 3Planejado

(última atualização: mar/2011

Status atual da constelação GPS : http://navcen.uscg.gov/?Do=constellationStatus




AplicaçõesAplicaçõesDiversas aplicações têm sido encontradas para os Diversas aplicações têm sido encontradas para os sistemas de posicionamento por satélites:sistemas de posicionamento por satélites: Aplicações Militares: pessoas, veículos e de armasAplicações Militares: pessoas, veículos e de armas Cadastro e topografia (SIG, mapeamento)Cadastro e topografia (SIG, mapeamento) Busca e salvamentoBusca e salvamento Monitoramento de frotaMonitoramento de frota LazerLazer SegurançaSegurança Localização e orientação deLocalização e orientação depessoas e animaispessoas e animais Agricultura de precisãoAgricultura de precisão


O princípio básico de O princípio básico de posicionamento pelo GPSposicionamento pelo GPS

Pode ser apresentado da seguinte forma: Pode ser apresentado da seguinte forma: “Conhecendo“Conhecendo--se as se as distânciasdistâncias entre um entre um receptor e receptor e quatroquatro satélites e, conhecendosatélites e, conhecendo--se também as se também as coordenadascoordenadas desses desses satélites em um determinado sistema de satélites em um determinado sistema de referência, é possível calcular as referência, é possível calcular as coordenadascoordenadas da antena do receptor neste da antena do receptor neste mesmo sistema de referência”.mesmo sistema de referência”.







Satellite 1 Satellite 2

Satellite 3 Satellite 4





Porque são necessários 4 e não Porque são necessários 4 e não apenas 3 satélites para apenas 3 satélites para

possibilitar o posicionamento ?possibilitar o posicionamento ?Devido ao nãoDevido ao não--sincronismo entre os sincronismo entre os relógios dos satélites e do receptor. relógios dos satélites e do receptor. Assim, aparece mais uma incógnita no Assim, aparece mais uma incógnita no problema (problema (t), além de t), além de X, X, Y e Y e Z.Z.



Simulação da Constelação GPS e GLONASShttp://detmich.com/rhp/gps.html




Os Segmentos do GPSOs Segmentos do GPS

Satélites GPS



►►O Sistema de Posicionamento Global (GPS) é O Sistema de Posicionamento Global (GPS) é composto por 3 segmentos:composto por 3 segmentos: Segmento EspacialSegmento Espacial Segmento de ControleSegmento de Controle Segmento de UsuáriosSegmento de Usuários




Segmento de Controle

Segmento Espacial

Segmento de Usuários

Estações Monitoras

Antenas de terra

Estação Master


O Segmento EspacialO Segmento Espacial►►Configuração do Sistema:Configuração do Sistema: Originalmente 24 satélites, distribuídos em 6 Originalmente 24 satélites, distribuídos em 6

planos orbitais (hoje são mais de 30 satélites).planos orbitais (hoje são mais de 30 satélites). Altitude aproximada de 20.200 kmAltitude aproximada de 20.200 km Período orbital de 12 horas sideraisPeríodo orbital de 12 horas siderais Planos orbitais inclinados 55Planos orbitais inclinados 55oo ememrelação ao Equadorrelação ao Equador Sistema de Referência: WGSSistema de Referência: WGS--8484

►► Esta configuração permite que, em qualquer lugar da Esta configuração permite que, em qualquer lugar da superfície terrestre e a qualquer hora do dia, seja superfície terrestre e a qualquer hora do dia, seja possível visualizar pelo menos 4 satélites.possível visualizar pelo menos 4 satélites.




O Segmento EspacialO Segmento Espacial

Visão da Terra a partir de Satélites:http://www.fourmilab.ch/earthview/satellite.html


Os Sinais GPS: PortadorasOs Sinais GPS: Portadoras►► Cada satélite GPS emite 2 ondas portadoras: L1 e Cada satélite GPS emite 2 ondas portadoras: L1 e

L2, sendo que os lançamentos da nova geração L2, sendo que os lançamentos da nova geração de satélites GPS (bloco IIF) enviam também uma de satélites GPS (bloco IIF) enviam também uma nova onda portadora chamada L5nova onda portadora chamada L5

►► Essas ondas são baseadas na freqüência Essas ondas são baseadas na freqüência fundamental de 10,23 MHz (ffundamental de 10,23 MHz (f00))

►► L1: fL1: fL1L1 = 154*f= 154*f00 = 1575,42 MHz e = 1575,42 MHz e =19,05 cm=19,05 cm►► L2: fL2: fL2L2 = 120*f= 120*f00 = 1227,60 MHz e = 1227,60 MHz e =24,45 cm=24,45 cm►► L5: fL5: fL5L5 = 115*f= 115*f00 = 1176,45 MHz e = 1176,45 MHz e =25,51 cm=25,51 cm►► Objetivo principal da transmissão de duas ondas: Objetivo principal da transmissão de duas ondas:

correção dos efeitos da refração ionosférica no correção dos efeitos da refração ionosférica no posicionamentoposicionamento




Os Sinais GPS: CódigosOs Sinais GPS: Códigos►► Cada satélite GPS emite 2 Cada satélite GPS emite 2

códigos (C/A e P), modulados códigos (C/A e P), modulados sobre as ondas portadoras.sobre as ondas portadoras.

►► Os Os satélitessatélites do do blocobloco IIF IIF transmitemtransmitem, , tambémtambém, o , o códigocódigoL2C, L2C, moduladomodulado nana portadoraportadora L2.L2.

►► Os Os códigoscódigos permitempermitem identificaridentificarqualqual satélitesatélite enviouenviou osos sinaissinais e e emem queque instanteinstante issoisso aconteceuaconteceu

λ

Banda Frequência λ

VHF 50-330 MHz. 1-10 m

UHF 300-1,000 MHz. 10cm – 1m

P 220-300 MHz 115 cm

L 1-2 GHz. 20 cm

S 2-4 GHz. 10 cm

C 4-8 GHz. 5 cm

X 8-12 GHz. 3 cm

K u 12-18 GHz. 2 cm

K 18-27 GHz. 1,35 cm

K a 27-40 GHz. 1 cm


Os Sinais GPS: CódigosOs Sinais GPS: Códigos►► O código C/A (O código C/A (coarsecoarse acquisitionacquisition--fácilfácil aquisiçãoaquisição) é ) é

modulado sobre a L1 e o código P (modulado sobre a L1 e o código P (precise/precise/protectedprotected) é ) é modulado sobre a L1 e a L2modulado sobre a L1 e a L2

►► C/A: C/A: ffCC/A/A = 1,023 MHz e = 1,023 MHz e =293,1 m (=293,1 m ( =c/f)=c/f)►► P: P: ffPP = 10,23 MHz e = 10,23 MHz e =29,31 m=29,31 m►► O código P é reservado para o uso de militares O código P é reservado para o uso de militares

americanos e usuários autorizados. Ele é criptografado americanos e usuários autorizados. Ele é criptografado (a partir de 1994) e, nessa situação, é chamado de (a partir de 1994) e, nessa situação, é chamado de código Y.código Y.

►► Devido o seu menor comprimento de onda, os Devido o seu menor comprimento de onda, os posicionamentos via código P são mais precisosposicionamentos via código P são mais precisos




Os Sinais GPS: Mensagem Os Sinais GPS: Mensagem NavegaçãoNavegação

►►Cada satélite transmite um conjunto de Cada satélite transmite um conjunto de dados chamados Mensagem de dados chamados Mensagem de Navegação, que são modulados nas ondas Navegação, que são modulados nas ondas portadoras, a uma taxa de 50 portadoras, a uma taxa de 50 bpsbps (bits/s), (bits/s), perfazendo um total de 1500 bits, que se perfazendo um total de 1500 bits, que se repetem a cada 30 segundos.repetem a cada 30 segundos.


Os Sinais GPS: Mensagem Os Sinais GPS: Mensagem Navegação Navegação -- ConteúdoConteúdo

►►Informações contidas nas Mensagens de Informações contidas nas Mensagens de Navegação:Navegação: Coeficientes para correção do relógio do Coeficientes para correção do relógio do

satélitesatélite Número da semana GPSNúmero da semana GPS Saúde do satéliteSaúde do satélite Idades dos dadosIdades dos dados




Os Sinais GPS: Mensagem Os Sinais GPS: Mensagem Navegação Navegação -- ConteúdoConteúdo

Parâmetros orbitais: para cálculo das Parâmetros orbitais: para cálculo das posições dos satélites para fins de posições dos satélites para fins de posicionamentoposicionamento Almanaque dos satélites: para cálculo Almanaque dos satélites: para cálculo

aproximado das posições dos satélites aproximado das posições dos satélites --para fins de planejamento de missão GPSpara fins de planejamento de missão GPS Modelos da ionosferaModelos da ionosfera


Os Sinais GPSOs Sinais GPS




A Geração dos Sinais GPSA Geração dos Sinais GPS


A Estrutura dos Sinais GPSA Estrutura dos Sinais GPS




Os Segmentos do GPSOs Segmentos do GPS►► Segmento de Controle: é composto de 11 Segmento de Controle: é composto de 11

estações monitoras.estações monitoras.


Os Segmentos do GPSOs Segmentos do GPS►► As principais tarefas do segmento de As principais tarefas do segmento de

controle são:controle são: monitorar e controlar continuamente o monitorar e controlar continuamente o

sistema de satélites;sistema de satélites; determinar o sistema de tempo GPS;determinar o sistema de tempo GPS; predizer as efemérides dos satélites;predizer as efemérides dos satélites; calcular as correções dos relógios dos calcular as correções dos relógios dos

satélites;satélites; atualizar periodicamente as atualizar periodicamente as

mensagens de navegação de cada mensagens de navegação de cada satélite.satélite.




Os Segmentos do GPSOs Segmentos do GPS►►Cada estação monitora é Cada estação monitora é

equipada com oscilador equipada com oscilador externo de alta precisão e externo de alta precisão e receptor GPS de receptor GPS de multimulti--freqüênciafreqüência, o qual rastreia , o qual rastreia todos os satélites visíveis e todos os satélites visíveis e envia os dados para a envia os dados para a estação de controle central, estação de controle central, em Colorado em Colorado SpringsSprings (EUA).(EUA).

Estação no Hawaii



►►Os dados são processados para Os dados são processados para determinar as órbitas dos satélites e as determinar as órbitas dos satélites e as correções nos relógios dos satélites.correções nos relógios dos satélites.

►►Essas informações são, então, enviadas Essas informações são, então, enviadas aos satélites, para atualizar as aos satélites, para atualizar as mensagens de navegação.mensagens de navegação.





Estação de ControleCentral

USNO

Estação Monitora

USNOAMC

Sinais do Satélite

Links deTempo

Dados de Tempo

Dados de Tempo

Controle

Dados

Sinais doSatélite



►►Segmento de UsuárioSegmento de Usuário Composto pelo conjunto de todos os Composto pelo conjunto de todos os

receptores GPS, destinados aos diversos receptores GPS, destinados aos diversos finsfins Podem ser de uso civil ou militarPodem ser de uso civil ou militar




Componentes dos receptoresComponentes dos receptores

Antena ePré-amplificador

Rastreadordo Código

.Rastreadorda Fase

Oscilador

Memória

Suprimentode energiaexterna

Unidade decomandose display

Descarregadorexterno dedados

Processador de sinal

Princ ipais componentes de um receptor GPS

Esquema Geral dos Receptores GNSSEsquema Geral dos Receptores GNSS


►►AntenaAntena Detecta as ondas eletromagnéticas emitidas Detecta as ondas eletromagnéticas emitidas

pelos satélites, converte a energia da onda em pelos satélites, converte a energia da onda em corrente elétrica, amplifica o sinal e o envia para corrente elétrica, amplifica o sinal e o envia para a parte eletrônica do receptor.a parte eletrônica do receptor. Tipos: Tipos: MonopoleMonopole ou ou DipoleDipole, , HelixHelix ou ou VoluteVolute, ,

SpiralSpiral HelixHelix, , MicrostripMicrostrip ou ou PatchPatch e e ChokeChoke ringring.. Para levantamentos geodésicos, a antena deve Para levantamentos geodésicos, a antena deve

garantir alta estabilidade de seu centro de fase garantir alta estabilidade de seu centro de fase em relação ao centro geométrico e proteção em relação ao centro geométrico e proteção contra contra MulticaminhamentoMulticaminhamento..





Componentes dos receptoresComponentes dos receptores Podem permitir a recepção de sinal de uma Podem permitir a recepção de sinal de uma

ou duas ondas portadoras (L1 ou L1/L2)ou duas ondas portadoras (L1 ou L1/L2)


►►CanalCanal É unidade eletrônica por onde os sinais dos satélites É unidade eletrônica por onde os sinais dos satélites

são enviados para processamentosão enviados para processamento Nos receptores Nos receptores multicanaismulticanais, cada canal rastreia , cada canal rastreia

continuamente um dos satélites visíveiscontinuamente um dos satélites visíveis No mínimo 4 canais devem estar disponíveisNo mínimo 4 canais devem estar disponíveis Atualmente os receptores contam com até 40 canais, Atualmente os receptores contam com até 40 canais,

para GPS+GLONASS e 80 canais, para para GPS+GLONASS e 80 canais, para GPS+GLONASS+GALILEOGPS+GLONASS+GALILEO Quanto maior o número de canais disponíveis para Quanto maior o número de canais disponíveis para

sinais GNSS, maior o número de satélites rastreados sinais GNSS, maior o número de satélites rastreados e, teoricamente, melhor a precisão.e, teoricamente, melhor a precisão.






►►Seção de RadioSeção de Radio--FreqüênciaFreqüência: para : para identificação e processamento do sinalidentificação e processamento do sinal

►►MicroprocessadorMicroprocessador: para controle do : para controle do receptor, amostragem e processamento receptor, amostragem e processamento dos dados (para navegação)dos dados (para navegação)

►►OsciladorOscilador: para gerar réplicas dos sinais : para gerar réplicas dos sinais emitidos pelos satélites GPSemitidos pelos satélites GPS



►► InterfaceInterface para o Usuário, Painel de exibição e para o Usuário, Painel de exibição e comandoscomandos É interessante que permita, ao menos, a entrada É interessante que permita, ao menos, a entrada

da identificação dos pontos rastreados, podendo da identificação dos pontos rastreados, podendo ser diretamente no painel ou através de ser diretamente no painel ou através de PalmtopPalmtop

►► MemóriaMemória Quanto maior a memória, maior a autonomia em Quanto maior a memória, maior a autonomia em

campocampo Recomendável: mínimo de 8 MBRecomendável: mínimo de 8 MB




Componentes dos receptoresComponentes dos receptores►► Provisão de energiaProvisão de energia. Deve. Deve--se observar:se observar: Autonomia de uso: em horas (no mínimo 10 h)Autonomia de uso: em horas (no mínimo 10 h) Presença de dispositivo que descarrega a Presença de dispositivo que descarrega a

bateria antes da realização da carga bateria antes da realização da carga (carregador “inteligente”)(carregador “inteligente”) Efeito Memória: Elementos químicos da bateriaEfeito Memória: Elementos químicos da bateria Integração: Bateria externa ou integrada ao Integração: Bateria externa ou integrada ao

receptor. Neste último caso, o receptor só pode receptor. Neste último caso, o receptor só pode ser utilizado após recarregar (não permite ser utilizado após recarregar (não permite bateria extra).bateria extra).


Receptores de NavegaçãoReceptores de Navegação•• AplicaçõesAplicações de de baixabaixa precisãoprecisão, , geralmentegeralmente emem tornotornode de 9m 9m nana horizontal e 15m horizontal e 15m nana verticalvertical ((confiabilidadeconfiabilidadede 95%)de 95%), no , no modomodo absolutoabsoluto•• ProcessamProcessam apenasapenas o o CódigoCódigo C/A (pseudoC/A (pseudo--distânciadistância), ), parapara usuáriosusuários civiscivis..•• NãoNão armazenamarmazenam, , normalmentenormalmente, dados , dados parapara póspós--processamentoprocessamento..•• PodemPodem possuirpossuir recursosrecursos específicosespecíficos, , dependendodependendo do do modelomodelo..




Receptores de NavegaçãoReceptores de Navegação

EtrexLegend Cx

EtrexGold

EtrexLegend

EtrexVista

EtrexVista Cx

GPS Map60 CSx

GPS Map76 S

Rino 110GPS Map76 CSx


Receptores para Cadastro/SIGReceptores para Cadastro/SIG•• EmpregadosEmpregados emem cadastrocadastro técnicotécnico ouou coletacoleta de dados de dados parapara SistemasSistemas de de InformaçãoInformação GeográficaGeográfica (SIG), (SIG), fornecendofornecendo precisõesprecisões decimétricasdecimétricas e e métricasmétricas póspós--processadasprocessadas..•• GeralmenteGeralmente permitempermitem o o processamentoprocessamento do do CódigoCódigoC/A, C/A, podendopodendo combinácombiná--lo com a lo com a PortadoraPortadora L1 (L1 (técnicatécnicadada suavizaçãosuavização).).•• PermitemPermitem a a inclusãoinclusão de de informaçãoinformação alfanuméricaalfanumérica ememconjuntoconjunto com a com a posiçãoposição das das entidadesentidades cadastradascadastradas..•• PodemPodem permitirpermitir imagensimagens ((satélitesatélite e e aéreasaéreas) ) comocomo““fundofundo” ” parapara a a navegaçãonavegação e e cadastrocadastro..




Receptores para Cadastro/SIGReceptores para Cadastro/SIG

LeicaGS20

MagellanPromark 3

MagellanMobile Mapper


Receptores de MonofrequênciaReceptores de Monofrequência•• TambémTambém chamadoschamados de “de “ReceptoresReceptores de Base de Base CurtaCurta” ” ouou““ReceptoresReceptores TopográficosTopográficos”, ”, permitempermitem alcançaralcançar altasaltas precisõesprecisões((milimétricasmilimétricas), ), quandoquando utilizadosutilizados emem distânciasdistâncias curtascurtas((geralmentegeralmente atéaté 20 km).20 km).•• ArmazenamArmazenam dados dados parapara o o póspós--processamentoprocessamento do do CódigoCódigoC/A e C/A e dada PortadoraPortadora L1.L1.•• São São empregadosempregados emem atividadesatividades de de altaalta precisãoprecisão, , cujacujadistânciadistância atéaté o Ponto Base é o Ponto Base é pequenapequena: : levantamentoslevantamentostopográficostopográficos, , locaçãolocação, , batimetriabatimetria, , geodésiageodésia, , aerofotogrametriaaerofotogrametria, , monitoramentomonitoramento de de estruturasestruturas..•• AlgunsAlguns modelosmodelos possuempossuem recursosrecursos parapara CadastroCadastro/SIG./SIG.•• PrecisãoPrecisão horizontal: 5 mm + 1 horizontal: 5 mm + 1 ppmppm•• PrecisãoPrecisão vertical: 10 mm + 2 vertical: 10 mm + 2 ppmppm




Receptores de MonofrequênciaReceptores de Monofrequência

MagellanPromark 3

LeicaGS20/SR20 TechGeo

GTR1/GTR-A


Receptores de MonofrequênciaReceptores de Monofrequência

SokkiaStratus

SokkiaGSR 1700 CSX Trimble

R3

TopconHiper




Receptores de Dupla FrequênciaReceptores de Dupla Frequência•• TambémTambém chamadoschamados de “de “ReceptoresReceptores de Base Longa”, de Base Longa”, permitempermitem alcançaralcançar altasaltas precisõesprecisões ((milimétricasmilimétricas), ), independenteindependente do do comprimentocomprimento dada linhalinha--base.base.•• ArmazenamArmazenam dados dados parapara o o póspós--processamentoprocessamento dos dos CódigosCódigos C/A e P e das C/A e P e das PortadorasPortadoras L1 e L2.L1 e L2.•• São São empregadosempregados emem atividadesatividades queque exigemexigem altaalta precisãoprecisão, , cujacuja distânciadistância atéaté o Ponto Base é o Ponto Base é geralmentegeralmente altaalta: : redesredesgeodésicasgeodésicas, , adensamentoadensamento de de marcosmarcos de de altaalta precisãoprecisão, , transportetransporte de de coordenadascoordenadas..•• A A existênciaexistência dada RBMC, do IBGE, RBMC, do IBGE, permitepermite o o posicionamentoposicionamento com com a a aquisiçãoaquisição de de apenasapenas 1 receptor1 receptor•• PrecisãoPrecisão horizontal: 5 mm + 0,5 horizontal: 5 mm + 0,5 ppmppm•• PrecisãoPrecisão vertical: 10 mm + 1 vertical: 10 mm + 1 ppmppm


Receptores de Dupla FrequênciaReceptores de Dupla Frequência

NovatelDL-V3

Trimble5700

TrimbleR6

Tech GeoGTR-G2





LeicaGPS 1200

LeicaSmartStation

LeicaGPS 900



MagellanPF500

TopconHiper

MagellanPM500





SokkiaGSR 2700 ISX

SokkiaGSR 2600

TopconNet G3



TopconGR-3

JavadTriumph




S.A. S.A. -- Disponibilidade SeletivaDisponibilidade SeletivaDevido a uma alta Devido a uma alta acuráciaacurácia obtida nos obtida nos primeiros testes do GPS (em torno de 20 a 40 primeiros testes do GPS (em torno de 20 a 40 m), o governo americano implementou o SA m), o governo americano implementou o SA ((SelectiveSelective AvailabilityAvailability)),, que era um programa que era um programa que degradava a que degradava a acuráciaacurácia do posicionamento a do posicionamento a partir do código C/A. Isso era conseguido partir do código C/A. Isso era conseguido através:através: Manipulação das efemérides transmitidas Manipulação das efemérides transmitidas

(técnica (técnica )) Desestabilização do oscilador do satélite Desestabilização do oscilador do satélite

(técnica (técnica ))


No dia 01 de maio de 2000, o No dia 01 de maio de 2000, o governo americano anunciou o governo americano anunciou o fim do SA e anunciou o início do fim do SA e anunciou o início do SD (SD (Selective DenialSelective Denial).).Como resultado imediato, a Como resultado imediato, a precisão proporcionada pelo precisão proporcionada pelo GPS, para posicionamento em GPS, para posicionamento em navegação, melhorou cerca de navegação, melhorou cerca de 10 vezes, passando para algo 10 vezes, passando para algo entre 10 e 15 metros.entre 10 e 15 metros.

S.A. S.A. -- Disponibilidade SeletivaDisponibilidade Seletiva




S.D. S.D. -- Proibição SeletivaProibição Seletiva

Com o fim do S.A., o governo americano Com o fim do S.A., o governo americano anunciou o S.D. (anunciou o S.D. (SelectiveSelective DenialDenial)), , que é que é uma tecnologiauma tecnologia destinada a negar o acesso destinada a negar o acesso aos sinais GPS, em uma determinada aos sinais GPS, em uma determinada região do planeta, sempre que a região do planeta, sempre que a segurança dos EUA for ameaçada.segurança dos EUA for ameaçada.


A.S. A.S. -- Código AntiCódigo Anti--TrapaçaTrapaça

O O A.S.A.S. ((AntiAnti--SpoofingSpoofing) é um programa americano ) é um programa americano de nãode não--permissão de acesso ao código P, visando permissão de acesso ao código P, visando evitar qualquer tipo de fraude contra ele (ex.: evitar qualquer tipo de fraude contra ele (ex.: gerando códigos P falsos).gerando códigos P falsos).O O A.S.A.S. criptografa o código P, resultando no criptografa o código P, resultando no código Y, cujo acesso só está disponível a usuários código Y, cujo acesso só está disponível a usuários autorizados.autorizados.Os fabricantes de receptores geodésicos utilizam Os fabricantes de receptores geodésicos utilizam diferentes estratégias para acessar o código P/Y.diferentes estratégias para acessar o código P/Y.




Técnicas de Processamento do SinalTécnicas de Processamento do SinalDiversas técnicas são empregadas para obter Diversas técnicas são empregadas para obter os componentes do sinal enviado pelos os componentes do sinal enviado pelos satélites GPS. Algumas dessas técnicas são:satélites GPS. Algumas dessas técnicas são: Correlação do códigoCorrelação do código: obtém todos os : obtém todos os

componentes (leitura do relógio do satélite, componentes (leitura do relógio do satélite, mensagem de navegação e portadora sem mensagem de navegação e portadora sem modulação) do sinal. É usada quando o A.S. não modulação) do sinal. É usada quando o A.S. não está em operação ou quando não se aplica está em operação ou quando não se aplica (portadora L1)(portadora L1) Quadratura do SinalQuadratura do Sinal//Correlação CruzadaCorrelação Cruzada//ZZ--

trackingtracking: são as técnicas mais usadas pelos : são as técnicas mais usadas pelos fabricantes quando o A.S. está ativado.fabricantes quando o A.S. está ativado.


Técnicas de Processamento do SinalTécnicas de Processamento do Sinal




O Sistema de Tempo GPSO Sistema de Tempo GPS

O tempo GPS é dado pelo número da O tempo GPS é dado pelo número da semana GPS (semana GPS (GPS Week NumberGPS Week Number) e pelo ) e pelo número de segundos, desde o início da número de segundos, desde o início da semana.semana.O número de semanas GPS varia de 0 a O número de semanas GPS varia de 0 a 1023 (1023 ( 20 anos) e o número de segundos 20 anos) e o número de segundos da semana (TOWda semana (TOW--Time of Week)Time of Week) varia de 0 varia de 0 (às 0 horas de Domingo) a 604.800 (às 24 (às 0 horas de Domingo) a 604.800 (às 24 horas de Sábado).horas de Sábado).


O Sistema de Tempo GPSO Sistema de Tempo GPSO primeiro ciclo do tempo GPS (1024 O primeiro ciclo do tempo GPS (1024 semanas), que iniciou em 06/01/1980, se semanas), que iniciou em 06/01/1980, se encerrou em 21/08/1999, tendo o número de encerrou em 21/08/1999, tendo o número de semanas reiniciado a partir da semana 0.semanas reiniciado a partir da semana 0.Devido a este fato, diversos equipamentos que Devido a este fato, diversos equipamentos que não estavam preparados sofreram o chamado não estavam preparados sofreram o chamado bug do GPSbug do GPS, sendo que alguns ficaram , sendo que alguns ficaram definitivamente inservíveis.definitivamente inservíveis.Para fins práticos, o número da semana GPS é Para fins práticos, o número da semana GPS é sempre referido por um número contínuo (após sempre referido por um número contínuo (após a semana 1023).a semana 1023).




O Sistema de Tempo GPSO Sistema de Tempo GPSExemplo:Exemplo:

GPS GPS WeekWeek NumberNumber = 1283= 1283Time Time ofof WeekWeek (TOW)(TOW) = 321.486= 321.486

Corresponde às 17Corresponde às 17hh1818minmin0606ss (UTC) do dia (UTC) do dia 11/08/2004 (quarta11/08/2004 (quarta--feira) feira) -- 22oo Ciclo GPS.Ciclo GPS.

O calendário GPS pode ser acessado em:O calendário GPS pode ser acessado em:www.ngs.noaa.gov/CORS/Gpscal.htmlwww.ngs.noaa.gov/CORS/Gpscal.html


Modernização do Sistema GPSModernização do Sistema GPSAlgumas propostas de modernização em implementação:Algumas propostas de modernização em implementação: O controle do GPS passa a ter, também, membros da O controle do GPS passa a ter, também, membros da

sociedade civilsociedade civil Melhoria da qualidade das órbitas e correções dos Melhoria da qualidade das órbitas e correções dos

relógios dos satélitesrelógios dos satélites DoisDois novosnovos códigoscódigos de de usouso militarmilitar, L1M e L2M, e , L1M e L2M, e doisdois

novosnovos códigoscódigos civiscivis, L2C e L1C (, L2C e L1C (esteeste projetadoprojetado parapara2014, no 2014, no BlocoBloco III), III), moduladosmodulados nasnas portadorasportadoras L1 e L2.L1 e L2. Uma nova portadora (L5), modulada com um código de Uma nova portadora (L5), modulada com um código de

acesso civil, com menor comprimento de onda (f=10,23 acesso civil, com menor comprimento de onda (f=10,23 MHz) e, portanto, mais preciso.MHz) e, portanto, mais preciso. Site:Site: http://navcen.uscg.gov/?http://navcen.uscg.gov/?pageNamepageName==gpsModernizationgpsModernization




Modernização do Sistema GPSModernização do Sistema GPS

Em 26/09/2005 foi lançado o Em 26/09/2005 foi lançado o primeiro satélite GPS do primeiro satélite GPS do bloco IIRbloco IIR--M, que está M, que está transmitindo os novos sinais transmitindo os novos sinais de uso militar (de uso militar (códigos M códigos M nas nas portadoras portadoras L1 L1 e e L2) L2) e de uso e de uso civil (código L2C). Foto do civil (código L2C). Foto do lançamentolançamento


Modernização do Sistema GPSModernização do Sistema GPS►► O novo O novo códigocódigo L2C é L2C é transmitidotransmitido com com umauma

potênciapotência superior superior aoao códigocódigo C/A. C/A. IssoIsso possibilitapossibilita a a suasua recepçãorecepção sob sob árvoresárvores e e mesmomesmo emem ambientesambientesfechadosfechados ((indoorsindoors).).

►► QuandoQuando combinadocombinado com o com o códigocódigo C/A C/A ememreceptoresreceptores de de dupladupla frequênciafrequência, o L2C , o L2C permitepermite a a correçãocorreção ionosféricaionosférica, , alémalém de de permitirpermitir rápidarápidaaquisiçãoaquisição dos dos sinaissinais, , aumentoaumento de de confiabilidadeconfiabilidade e e um um maiormaior intervalointervalo de de operaçãooperação..

►► AtualmenteAtualmente, 9 , 9 satélitessatélites jájá transmitemtransmitem o novo o novo códigocódigo L2C. L2C. AtéAté 2016 2016 serãoserão 24 24 satélitessatélites..




Modernização do Sistema GPSModernização do Sistema GPS

Em 27 de Maio de 2010 foi Em 27 de Maio de 2010 foi lançado o primeiro satélite GPS lançado o primeiro satélite GPS do bloco IIF, que está do bloco IIF, que está transmitindo o novo sinal de transmitindo o novo sinal de uso civil (L5) na freqüência uso civil (L5) na freqüência 1176.45 MHz, além dos novos 1176.45 MHz, além dos novos códigos de uso militar (código códigos de uso militar (código M) e civil (código L2C). M) e civil (código L2C). Até Até 2018 serão 24 satélites 2018 serão 24 satélites transmitindo a L5.transmitindo a L5.

Vídeo do Lançamento


►► GLONASSGLONASS: Controlado pela Rússia, possui mesma : Controlado pela Rússia, possui mesma metodologia que o GPS:metodologia que o GPS: Está sendo revitalizado e, atualmente, conta com Está sendo revitalizado e, atualmente, conta com

22 satélites ativos, de um total de 24 para 22 satélites ativos, de um total de 24 para completar o sistema.completar o sistema. PrecisãoPrecisão de de navegaçãonavegação horizontal de 4,5 m a 8,4 m horizontal de 4,5 m a 8,4 m

(95% de (95% de confiabilidadeconfiabilidade)) Diversos receptores permitem a recepção de sinais Diversos receptores permitem a recepção de sinais

dos satélites GLONASS e GPS simultaneamentedos satélites GLONASS e GPS simultaneamente NesteNeste casocaso, a , a precisãoprecisão navegadanavegada ficafica entre 2,4m e entre 2,4m e

4,7m.4,7m.

Outros Sistemas de Outros Sistemas de Posicionamento por SatélitesPosicionamento por Satélites





►► GalileoGalileo: Projetado pela Agência : Projetado pela Agência Espacial Européia, mas com Espacial Européia, mas com participação de outras nações fora participação de outras nações fora da Europa, ainda não está da Europa, ainda não está operacional:operacional: SeráSerá compostocomposto de 30 de 30 satélitessatélites

(27 (27 operacionaisoperacionais + 3 de + 3 de reservareserva), ), divididosdivididos emem 3 3 órbitasórbitasplanasplanas, a , a umauma altitude de altitude de 23.222 km23.222 km



►► GalileoGalileo:: Terá controle civil, compatível com o GPS, mas Terá controle civil, compatível com o GPS, mas

independente desteindependente deste EsperaEspera--se uma maior precisão nos posicionamentosse uma maior precisão nos posicionamentos AguardaAguarda--se sua operacionalização inicial para 2015, se sua operacionalização inicial para 2015,

com 18 satélites ativoscom 18 satélites ativos DoisDois satélitessatélites experimentaisexperimentais jájá foramforam lançadoslançados: :

GIOVEGIOVE--A (2005) e GIOVEA (2005) e GIOVE--B (2008)B (2008) Deve provocar uma nova “revolução” na área e, Deve provocar uma nova “revolução” na área e,

talvez, uma competição entre os sistemastalvez, uma competição entre os sistemas




►► CompassCompass: Projetado pela China para entrar em : Projetado pela China para entrar em operação sobre a Ásia e, posteriormente, de operação sobre a Ásia e, posteriormente, de forma global.forma global. Até 2012, possuirá 14 satélites, sendo 5 GEO Até 2012, possuirá 14 satélites, sendo 5 GEO

((geogeo--estacionáriosestacionários), 4 MEO (órbita média) e 5 ), 4 MEO (órbita média) e 5 IGSO (órbita IGSO (órbita geogeo--síncronasíncrona inclinada), inclinada), disponibilizando serviço para o leste da Ásia.disponibilizando serviço para o leste da Ásia. AtualmenteAtualmente 7 7 satélitessatélites estãoestão emem órbitaórbita.. Até 2020, estará completo, possuindo 5 GEO, Até 2020, estará completo, possuindo 5 GEO,

27 MEO e 3 IGSO.27 MEO e 3 IGSO.



Sistemas de Posicionamento de Sistemas de Posicionamento de Alcance RegionalAlcance Regional

►►Beidou 1: É operado pela China e possui 5 Beidou 1: É operado pela China e possui 5 satélites ativos, sendo 3 geoestacionários. A satélites ativos, sendo 3 geoestacionários. A partir deste sistema, o país espera partir deste sistema, o país espera implementar um sistema global, o Compass.implementar um sistema global, o Compass.

►►IRNSS: Proposto pela Índia para IRNSS: Proposto pela Índia para implementação até 2012, é composto de 7 implementação até 2012, é composto de 7 satélites, sendo 3 geoestacionários e 4 com satélites, sendo 3 geoestacionários e 4 com órbitas geosíncronas.órbitas geosíncronas.




Sistemas de AumentaçãoSistemas de Aumentação

►►Os sistemas de aumentação (Os sistemas de aumentação (augmentation augmentation systemssystems) visam a ampliação dos atributos ) visam a ampliação dos atributos de navegação de sistemas GNSS, de navegação de sistemas GNSS, especialmente a precisão, a confiabilidade especialmente a precisão, a confiabilidade e a disponibilidade.e a disponibilidade.

►►Eles podem ser baseados em satélites ou Eles podem ser baseados em satélites ou em bases terrestres, bem como ter alcance em bases terrestres, bem como ter alcance regional ou local, ou ainda ser destinado a regional ou local, ou ainda ser destinado a uso militar ou comercial.uso militar ou comercial.


Sistemas de Sistemas de AumentaçãoAumentação►► SBAS (SBAS (SatelliteSatellite BasedBased AugmentationAugmentation Systems)Systems) WAAS (WAAS (WideWide AreaArea AugmentationAugmentation System): operado System): operado

pelos EUA, oferece precisão melhor que 3m (95%)pelos EUA, oferece precisão melhor que 3m (95%) EGNOS (EGNOS (EuropeanEuropean GeostationaryGeostationary NavigationNavigation Overlay Overlay

ServiceService): operado pela Europa): operado pela Europa MSAS (MSAS (MultiMulti--functionalfunctional SatelliteSatellite AugmentationAugmentation System): System):

operado pelo Japãooperado pelo Japão GAGAN (GPS GAGAN (GPS AidedAided GeoGeo AugmentedAugmented NavigationNavigation): ):

proposto pela Índiaproposto pela Índia QZSS (QZSS (QuaseQuase--ZenithZenith SatelliteSatellite System): proposto pelo JapãoSystem): proposto pelo Japão

►► GBAS (GBAS (GroundGround BasedBased AugmentationAugmentation System)System) LAAS (Local LAAS (Local AreaArea AugmentationAugmentation System): EUASystem): EUA

►► WAGE (WAGE (WideWide AreaArea GPS GPS EnhancementEnhancement): uso militar, EUA): uso militar, EUA




Sistemas de Sistemas de AumentaçãoAumentação

CAP. 2-COORDENADAS DOS SATÉLITES GPS





Efemérides dos SatélitesEfemérides dos Satélites

►►DenominaDenomina--se efemérides dos satélites ao se efemérides dos satélites ao conjunto de informações necessárias para o conjunto de informações necessárias para o cálculo da posição dos satélites em um cálculo da posição dos satélites em um determinado instante determinado instante

►►Essas posições são fundamentais para o Essas posições são fundamentais para o cálculo das coordenadas dos receptores cálculo das coordenadas dos receptores (Princípio Básico do Posicionamento GPS)(Princípio Básico do Posicionamento GPS)

►►As efemérides podem ser transmitidas As efemérides podem ser transmitidas ((broadcastbroadcast) ou pós) ou pós--processadas (precisas)processadas (precisas)


Elementos Definidores das EfeméridesElementos Definidores das Efemérides




Efemérides TransmitidasEfemérides Transmitidas

►►As Efemérides Transmitidas são geradas pelas As Efemérides Transmitidas são geradas pelas Estações de Controle e enviadas a cada um Estações de Controle e enviadas a cada um dos satélites.dos satélites.

►►Os satélites, então, retransmitem essas Os satélites, então, retransmitem essas informações aos usuários em terra até que as informações aos usuários em terra até que as mesmas sejam, novamente, recalculadas.mesmas sejam, novamente, recalculadas.

►►Elas são atualizadas diariamente, ou mais Elas são atualizadas diariamente, ou mais freqüentemente, se necessário.freqüentemente, se necessário.


Efemérides TransmitidasEfemérides Transmitidas►►Atualmente possuem acurácia na ordem de 1,0 Atualmente possuem acurácia na ordem de 1,0

metro na órbita dos satélites (Inicialmente esta metro na órbita dos satélites (Inicialmente esta acurácia podia chegar a 20 m).acurácia podia chegar a 20 m).

►►Entretanto, esse erro orbital é bastante reduzido Entretanto, esse erro orbital é bastante reduzido no posicionamento relativo. Dessa forma, as no posicionamento relativo. Dessa forma, as Efemérides Transmitidas podem ser utilizadas Efemérides Transmitidas podem ser utilizadas adequadamente em posicionamentos geodésicosadequadamente em posicionamentos geodésicos

►►Para eliminar essa fonte de erros, ainda que Para eliminar essa fonte de erros, ainda que pequena, podepequena, pode--se utilizar as Efemérides Precisasse utilizar as Efemérides Precisas




Efemérides PrecisasEfemérides Precisas►►São produzidas para atender usuários que São produzidas para atender usuários que

necessitam de maior precisão do que aquela necessitam de maior precisão do que aquela fornecida pelas Efemérides Transmitidasfornecida pelas Efemérides Transmitidas

►►Estão disponíveis na Internet, em diversos Estão disponíveis na Internet, em diversos Centros de PesquisaCentros de Pesquisa

►►BaseiamBaseiam--se nos dados recebidos em mais de se nos dados recebidos em mais de 200 estações distribuídas no mundo200 estações distribuídas no mundo

►►O programa de processamento GPS deve ser O programa de processamento GPS deve ser informado quando se deseja utilizar as informado quando se deseja utilizar as efemérides precisasefemérides precisas


Efemérides Precisas DisponíveisEfemérides Precisas Disponíveis►►O Serviço GNSS Internacional (IGS) O Serviço GNSS Internacional (IGS)

disponibiliza 3 tipos de efemérides precisas:disponibiliza 3 tipos de efemérides precisas: IGU: órbitas IGS ultraIGU: órbitas IGS ultra--rápidas (preditas)rápidas (preditas)

►►Disponibilidade: 4 vezes ao diaDisponibilidade: 4 vezes ao dia Precisão: ~5 cmPrecisão: ~5 cm

IGU: órbitas IGS ultraIGU: órbitas IGS ultra--rápidas (observadas)rápidas (observadas)►►Disponibilidade: de 3 a 9 hDisponibilidade: de 3 a 9 h Precisão: ~3 cmPrecisão: ~3 cm

IGR: órbitas IGS rápidasIGR: órbitas IGS rápidas►►Disponibilidade: de 17 a 41 hDisponibilidade: de 17 a 41 h Precisão: ~2,5 cmPrecisão: ~2,5 cm

IGS: órbitas IGS finais, resultantes da combinação IGS: órbitas IGS finais, resultantes da combinação das órbitas produzidas por várias instituições:das órbitas produzidas por várias instituições:►►Disponibilidade: 12 a 18 diasDisponibilidade: 12 a 18 dias Precisão: ~2,5 cmPrecisão: ~2,5 cm




Efemérides PrecisasEfemérides Precisas►►A identificação das Efemérides Precisas geradas A identificação das Efemérides Precisas geradas

pelo IGS (pelo IGS (International GNSS Service) International GNSS Service) se dá a se dá a partir da sigla identificadora do tipo de partir da sigla identificadora do tipo de efeméride (IGS, IGR ou IGU), a semana GPS efeméride (IGS, IGR ou IGU), a semana GPS correspondente e o dia da semana (cada correspondente e o dia da semana (cada arquivo corresponde a 24 horas).arquivo corresponde a 24 horas).

►►Exemplo:Exemplo: IGS12432.SP3 = Efeméride produzida pelo IGS, IGS12432.SP3 = Efeméride produzida pelo IGS,

correspondente à terçacorrespondente à terça--feira da semana GPS 1243.feira da semana GPS 1243. SP3 ou EF18 = Padrões para extensão dos nomes SP3 ou EF18 = Padrões para extensão dos nomes

dos arquivos de efemérides, em formato ASCII dos arquivos de efemérides, em formato ASCII (SP3) ou binário (EF18)(SP3) ou binário (EF18)


Efemérides Precisas x TransmitidasEfemérides Precisas x Transmitidas




Efemérides PrecisasEfemérides Precisas►►O uso das efemérides precisas é O uso das efemérides precisas é

recomendado, principalmente, nas seguintes recomendado, principalmente, nas seguintes situações:situações: Em atividades de alta precisão e importânciaEm atividades de alta precisão e importância Em bases longas (acima de 50 km), para Em bases longas (acima de 50 km), para

possibilitar a obtenção de soluções fixas da possibilitar a obtenção de soluções fixas da ambigüidade no processamento GPSambigüidade no processamento GPS No uso do GPS na determinação altimétrica, No uso do GPS na determinação altimétrica,

pois sua performance é tradicionalmente melhor pois sua performance é tradicionalmente melhor na planimetriana planimetria


Efemérides PrecisasEfemérides Precisas►►Alguns sites que disponibilizam as Efemérides Alguns sites que disponibilizam as Efemérides

Precisas:Precisas: www.ngs.noaa.gov/GPS/GPS.htmlwww.ngs.noaa.gov/GPS/GPS.html http://igscb.jpl.nasa.gov/http://igscb.jpl.nasa.gov/ www.navcen.uscg.gov/gps/precise/www.navcen.uscg.gov/gps/precise/




Efemérides Precisas Efemérides Precisas -- ExemploExemplo#cP2009 5 14 18 0 0.00000000 192 ORBIT IGS05 HLM IGS## 1531 410400.00000000 900.00000000 54965 0.7500000000000+ 31 G02G03G04G05G06G07G08G09G10G11G12G13G14G15G16G17G18+ G19G20G21G22G23G24G25G26G27G28G29G30G31G32 0 0 0+ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0+ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0+ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0++ 4 4 4 6 4 4 5 4 4 4 4 4 4 4 5 4 4++ 4 4 4 4 4 5 4 4 4 4 4 4 5 5 0 0 0++ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0++ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0++ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0%c G cc GPS ccc cccc cccc cccc cccc ccccc ccccc ccccc ccccc%c cc cc ccc ccc cccc cccc cccc cccc ccccc ccccc ccccc ccccc%f 1.2500000 1.025000000 0.00000000000 0.000000000000000%f 0.0000000 0.000000000 0.00000000000 0.000000000000000%i 0 0 0 0 0 0 0 0 0%i 0 0 0 0 0 0 0 0 0/* ULTRA ORBIT COMBINATION 15315_18 (54966.750) FROM: /* cou emu esu gfu gou siu usu /* REFERENCED TO emu CLOCK AND TO WEIGHTED MEAN POLE: /* PCV:IGS05_1525 OL/AL:FES2004 NONE Y ORB:CMB CLK:CMB* 2009 5 14 18 0 0.00000000PG02 13218.824464 20624.172449 -10860.045369 154.206029 7 9 4 147 PG03 -23602.117019 -10200.972745 -7667.701351 392.973428 9 8 10 179 PG04 5754.240045 25722.429007 108.169517 -90.922026 6 9 9 189 PG05 20868.419618 -12302.241195 10441.693820 -78.272093 7 10 9 200 PG06 -20063.618267 -13448.691382 -10916.987237 122.533360 8 8 11 118 PG07 -8724.962968 17394.718142 -18042.911455 18.863671 8 9 8 192 PG08 -942.018949 25117.920313 -7791.250291 -203.027724 12 4 14 169 PG09 15057.508796 758.968738 21225.253409 55.835790 4 10 8 177 PG10 14667.981002 6914.108171 -21252.450521 -15.997535 12 8 153 PG11 -16928.401187 2420.844831 20163.479769 -2.520075 7 13 9 184 PG12 21930.007872 -9390.451485 11618.303001 -281.210437 2 9 10 184 PG13 -14884.290333 8621.698915 -20368.231198 297.076442 8 12 8 188 PG14 -3641.189881 -15947.042585 21068.229027 -110.693994 11 10 8 171 PG15 25695.518800 6805.271238 831.452652 -291.572778 9 9 10 151 PG16 -10349.334864 -10896.255082 -21838.253899 51.077791 10 8 9 176 PG17 1950.677985 16163.856049 21087.540973 58.972934 10 8 7 149 PG18 15379.536983 -20318.301298 6979.988997 -56.958695 12 1 11 179 PG19 -25482.398739 -7154.484206 3547.650180 25.687619 9 9 6 185 PG20 -21789.938754 11578.762787 9643.888053 82.656400 10 12 7 163 PG21 7124.745657 -20144.430639 -15109.402269 14.009107 9 9 8 173 PG22 6268.796211 -20610.248784 15644.694541 199.677584 8 8 9 41 PG23 -23645.441377 1511.437240 -12334.432558 390.002559 5 14 5 170 PG24 13954.470090 -7680.461487 -21154.743357 188.864181 11 13 10 139 PG25 -11505.572934 10950.816924 -20975.928364 412.056076 7 8 8 181 PG26 24512.516107 1873.640024 10187.460609 60.859167 7 8 9 182 PG27 16452.336367 8463.371165 19732.656764 49.040619 6 8 9 172 PG28 -8390.124805 20735.942049 14502.127339 -24.774665 10 8 10 133 PG29 16578.580099 -8413.060485 -18845.900007 20.019576 8 9 9 153 PG30 19205.635600 -18196.631333 1352.049940 146.250343 7 9 9 141 PG31 -7035.852574 -25472.758103 -1523.824556 -60.217602 11 10 10 133 PG32 -21014.221556 2118.609739 16343.004577 261.568017 5 11 12 177 * 2009 5 14 18 15 0.00000000PG02 13274.091292 21729.156294 -8360.453670 154.206480 7 8 4 145 PG03 -22591.016346 -10342.230522 -10178.389013 392.977867 8 8 9 177 PG04 5376.449539 25624.061256 2937.891435 -90.936469 6 9 9 191 PG05 20195.497737 -11068.648468 12818.497796 -78.290012 8 10 9 201 PG06 -18625.619894 -13414.259006 -13218.346596 122.547204 8 8 11 179 PG07 -9400.069425 15353.005336 -19509.492612 18.863252 8 9 8 170 PG08 -1340.821421 24128.397758 -10468.238702 -203.028853 11 6 14 188 PG09 15737.008913 3188.402602 20524.521447 55.836516 5 10 9 178 PG10 12935.003676 8605.725212 -21728.512474 -15.997362 2 12 8 155 PG11 -17902.323663 297.861419 19492.911067 -2.521316 7 12 8 183 PG12 21035.318007 -8225.021539 13948.376014 -281.205948 1 9 9 187 PG13 -16968.461136 7856.668095 -18992.629802 297.076896 8 12 9 197 PG14 -1317.368551 -15269.209871 21824.303565 -110.688613 11 9 8 171 PG15 25563.208276 7043.846331 -2010.692814 -291.576344 10 8 10 155 PG16 -8526.010115 -12610.429007 -21682.506495 51.074737 10 7 9 175 PG17 -393.798933 15534.090425 21625.232334 58.974747 10 8 6 153 PG18 16055.564091 -20512.491380 4238.055853 -56.955703 11 2 11 178 PG19 -25624.453424 -7463.796950 727.628223 25.686843 9 9 7 183 PG20 -21113.718381 10476.479370 12074.168239 82.655389 11 12 7 161 PG21 7832.426682 -18354.419211 -16956.712635 14.007072 9 9 7 174 PG22 7637.237952 -21570.065553 13579.909468 199.677399 8 7 9 3 PG23 -24807.257186 1008.833525 -9869.763691 390.002922 6 14 5 167 PG24 14496.381777 -5270.920189 -21499.644424 188.866395 11 13 9 167 PG25 -12411.901240 8620.950050 -21512.896278 412.073735 6 8 7 179 PG26 25487.420953 2324.612730 7542.956609 60.860365 6 8 9 184 PG27 16998.532709 10432.965314 18212.263884 49.042974 7 8 9 177 PG28 -9600.909805 21602.041128 12212.932953 -24.775031 10 8 10 125 PG29 18539.048011 -7679.572985 -17272.502151 20.022839 8 9 9 149 PG30 19176.122063 -17738.733014 4171.690013 146.252056 7 9 8 143 PG31 -6820.070110 -25563.582236 1364.362336 -60.218542 11 10 10 137 PG32 -19652.182237 768.103975 18126.113975 261.562922 6 11 11 175 * 2009 5 14 18 30 0.00000000PG02


RINEXRINEX►► O RINEX (O RINEX (ReceiverReceiver IndependentIndependent Exchange Exchange FormatFormat) )

é um formato de intercâmbio de dados coletados é um formato de intercâmbio de dados coletados por receptores GNSS e aceito por todos os por receptores GNSS e aceito por todos os programas de pósprogramas de pós--processamento GPS.processamento GPS.

►► O formato RINEX é importante pois permite que O formato RINEX é importante pois permite que sejam utilizados receptores de diferentes sejam utilizados receptores de diferentes fabricantes em uma mesma missãofabricantes em uma mesma missão

►► É composto dos seguintes arquivos:É composto dos seguintes arquivos: ObservaçõesObservações Mensagens de NavegaçãoMensagens de Navegação Dados Meteorológicos (opcional)Dados Meteorológicos (opcional)




2.10 OBSERVATION DATA G (GPS) RINEX VERSION / TYPEJPS2RIN 1.40 RUN BY 15-MAY-09 19:11 PGM / RUN BY / DATEbuild Feb 6 2004 (c) Javad Navigation Systems COMMENTUse -p (profile) switch to override ANTENNA TYPE and DELTA COMMENTand other fields COMMENTAERO.tps COMMENTAERO_1E68 MARKER NAME

MARKER NUMBEROBSERVER AGENCY OBSERVER / AGENCY8RIHOEA1E68 TPS HIPER 3.0 Jun,16,2006 REC # / TYPE / VERSAERO -Unknown- ANT # / TYPE3979863.1870 -4642513.6461 -1810188.5562 APPROX POSITION XYZ

0.0000 0.0000 0.0000 ANTENNA: DELTA H/E/N1 1 WAVELENGTH FACT L1/2

2009 5 15 12 9 25.0000000 GPS TIME OF FIRST OBS2009 5 15 13 13 50.0000000 GPS TIME OF LAST OBS

5.000 INTERVAL15 LEAP SECONDS10 # OF SATELLITES7 C1 P1 P2 L1 L2 D1 D2 # / TYPES OF OBSERV

G 1 546 545 545 546 545 546 545 PRN / # OF OBSG 2 774 774 774 774 774 774 774 PRN / # OF OBSG 4 774 774 774 774 774 774 774 PRN / # OF OBSG 5 774 771 771 774 771 774 771 PRN / # OF OBSG 9 774 774 774 774 774 774 774 PRN / # OF OBSG12 774 774 774 774 774 774 774 PRN / # OF OBSG15 774 774 774 774 774 774 774 PRN / # OF OBSG17 255 255 255 255 255 255 255 PRN / # OF OBSG26 774 774 774 774 774 774 774 PRN / # OF OBSG27 774 774 774 774 774 774 774 PRN / # OF OBS

SE TPS 00000000 COMMENTEND OF HEADER

09 5 15 12 9 25.0000000 0 9G 2G 4G 5G 9G12G15G17G26G27 21771356.934 21771356.8554 21771359.8334 114409267.551 7 89150124.19045

2534.499 1974.951 22182868.199 22182868.0094 22182874.5554 116571775.836 7 90835192.81944

721.855 562.502

►► A versão largamente A versão largamente utilizada atualmente é o utilizada atualmente é o padrão RINEX II padrão RINEX II (versão 2.10), embora (versão 2.10), embora já tenha sido já tenha sido estabelecido o RINEX estabelecido o RINEX III (englobando III (englobando também o GALILEO).também o GALILEO).

►► DeveDeve--se observar que, se observar que, na versão 2, são aceitos na versão 2, são aceitos apenas posicionamentos apenas posicionamentos pelos métodos estáticos pelos métodos estáticos e cinemáticos e cinemáticos contínuos. Alguns contínuos. Alguns métodos podem não ser métodos podem não ser corretamente corretamente convertivos, como o convertivos, como o Cinemático StopCinemático Stop--andand--Go.Go.

Recorte de arquivo de observações em RINEX

CAP. 3-ERROS NO POSICIONAMENTO GPS





As Observáveis GPSAs Observáveis GPS►►São duas as observáveis principais, que São duas as observáveis principais, que

permitem determinar a posição do receptor permitem determinar a posição do receptor GPS:GPS: A PseudodistânciaA Pseudodistância A Fase da onda portadoraA Fase da onda portadora

►►Quando o posicionamento é realizado utilizando Quando o posicionamento é realizado utilizando a Pseudodistância, diza Pseudodistância, diz--se que é um se que é um “Posicionamento pelo Código”, quando é “Posicionamento pelo Código”, quando é utilizada a onda portadora, dizutilizada a onda portadora, diz--se que é um se que é um “Posicionamento pela Fase”“Posicionamento pela Fase”


A PseudodistânciaA Pseudodistância

►►A Pseudodistância é a medida entre a A Pseudodistância é a medida entre a antena do receptor e o satélite, obtida antena do receptor e o satélite, obtida a partir do tempo (a partir do tempo (t) de propagação t) de propagação do sinaldo sinal

►►Este tempo de propagação é obtido Este tempo de propagação é obtido através da correlação do Código através da correlação do Código gerado no satélite com uma réplica gerado no satélite com uma réplica gerada no receptorgerada no receptor




A Fase da Onda PortadoraA Fase da Onda Portadora

►►Esta observável é obtida através da diferença Esta observável é obtida através da diferença entre a fase da onda recebida no receptor e entre a fase da onda recebida no receptor e aquela gerada internamente no mesmo.aquela gerada internamente no mesmo.

►►É uma observável muito mais precisa do que É uma observável muito mais precisa do que a pseudodistânciaa pseudodistância

►►É a observável principal utilizada nos É a observável principal utilizada nos posicionamentos geodésicosposicionamentos geodésicos


A Fase da Onda PortadoraA Fase da Onda Portadora►►Para a determinação da distância receptorPara a determinação da distância receptor--

satélite, devesatélite, deve--se determinar, ainda, o número se determinar, ainda, o número de ciclos completos de onda entre os mesmosde ciclos completos de onda entre os mesmos

►►Este número é chamado de Este número é chamado de AmbiguidadeAmbiguidade, e , e pode ser obtido por várias maneiras, todas elas pode ser obtido por várias maneiras, todas elas computacionais ou estatísticascomputacionais ou estatísticas

►►Para a determinação da Ambigüidade, é Para a determinação da Ambigüidade, é necessária a mudança da geometria dos necessária a mudança da geometria dos satélites durante o posicionamento, além de satélites durante o posicionamento, além de um número maior de observações coletadas.um número maior de observações coletadas.




A Determinação da AmbiguidadeA Determinação da Ambiguidade►► As principais estratégias desenvolvidas para a As principais estratégias desenvolvidas para a

determinação da determinação da ambiguidadeambiguidade são:são: O método geométricoO método geométrico Combinação de código e fase da portadoraCombinação de código e fase da portadora Métodos de busca da Métodos de busca da ambiguidadeambiguidade Métodos combinadosMétodos combinados

►► Atualmente, os métodos de busca da Atualmente, os métodos de busca da ambiguidadeambiguidadesão considerados os métodos mais poderosos e são considerados os métodos mais poderosos e efetivos, especialmente por oferecer soluções rápidasefetivos, especialmente por oferecer soluções rápidas


Fλ

Ciclo Fase

......

λλλλ

FpFp

FcFc

.111 NFcFpD

.222 aNFcFpD

.333 bNFcFpD

Ambiguidade InteiraAmbiguidade Inteira

t 1

t 2t 3

A Fase da Onda PortadoraA Fase da Onda Portadora




Os Tipos de Erros de MedidaOs Tipos de Erros de Medida►►Um posicionamento GPS, tal como outras Um posicionamento GPS, tal como outras

medidas, estão sujeitas a diversos tipos de medidas, estão sujeitas a diversos tipos de erros. São eles:erros. São eles: SistemáticosSistemáticos: Podem ser modelados ou eliminados : Podem ser modelados ou eliminados

por técnicas adequadaspor técnicas adequadas AleatóriosAleatórios: Não apresentam nenhuma relação : Não apresentam nenhuma relação

funcional com as medidas, sendo, entretanto, funcional com as medidas, sendo, entretanto, inerente a elas. Eles são tratados como resíduos no inerente a elas. Eles são tratados como resíduos no processo de ajustamentoprocesso de ajustamento GrosseirosGrosseiros: Interferem diretamente nos resultados : Interferem diretamente nos resultados

e, algumas vezes, podem ser detectados após o e, algumas vezes, podem ser detectados após o processamentoprocessamento


Os Erros no Posicionamento GPSOs Erros no Posicionamento GPS

►►Diversos são os erros existentes nas Diversos são os erros existentes nas observáveis utilizadas nos posicionamentos observáveis utilizadas nos posicionamentos GPS.GPS.

►►A maioria deles, entretanto, pode ser A maioria deles, entretanto, pode ser adequadamente eliminada, reduzida ou adequadamente eliminada, reduzida ou evitada.evitada.

►►Os principais erros, que afetam o Os principais erros, que afetam o posicionamentos geodésicos de precisãoposicionamentos geodésicos de precisão, são , são abordados a seguir.abordados a seguir.




Erro OrbitalErro Orbital►►É o erro devido à diferença entre a órbita É o erro devido à diferença entre a órbita

prevista e a efetivamente realizada pelo prevista e a efetivamente realizada pelo satélite, o qual envia, nas mensagens de satélite, o qual envia, nas mensagens de navegação, os parâmetros orbitais previstos.navegação, os parâmetros orbitais previstos.

►►Atualmente esse erro é de cerca de 1,0 m nas Atualmente esse erro é de cerca de 1,0 m nas Efemérides Transmitidas, tendo chegado a 20 Efemérides Transmitidas, tendo chegado a 20 m há alguns anos.m há alguns anos.

►►Esse erro é bastante reduzido no Esse erro é bastante reduzido no posicionamento relativo, sendo proporcional ao posicionamento relativo, sendo proporcional ao comprimento da linhacomprimento da linha--base.base.


Erro OrbitalErro Orbital►►Para um erro orbital de 1,0 m, em uma linhaPara um erro orbital de 1,0 m, em uma linha--

base de 10 km, podebase de 10 km, pode--se esperar um erro no se esperar um erro no comprimento da linhacomprimento da linha--base de cerca de 0,5 mmbase de cerca de 0,5 mm

►►Para 100 km, este erro chegará a 5,0 mm e, Para 100 km, este erro chegará a 5,0 mm e, em 500 km, ele será de 50 mm !em 500 km, ele será de 50 mm !

►►Em posicionamentos de precisão, a estratégia é Em posicionamentos de precisão, a estratégia é utilizar Efemérides Precisasutilizar Efemérides Precisas

►►Em 500 km de linhaEm 500 km de linha--base, utilizandobase, utilizando--se se Efemérides Precisas IGS (Efemérides Precisas IGS ( 2,5 cm), o erro será 2,5 cm), o erro será da ordem de 0,62 mm !da ordem de 0,62 mm !




Erros de Propagação do SinalErros de Propagação do Sinal►► Durante a propagação dos sinais, dos satélites até o Durante a propagação dos sinais, dos satélites até o

receptor, eles atravessam diversas camadas, sofrendo receptor, eles atravessam diversas camadas, sofrendo diferentes influências, provocando variações na diferentes influências, provocando variações na direção e velocidade de propagação, e na sua direção e velocidade de propagação, e na sua polarização e potência.polarização e potência.

►► As camadas onde ocorrem os principais fenômenos de As camadas onde ocorrem os principais fenômenos de interesse do posicionamento GPS são a interesse do posicionamento GPS são a TroposferaTroposfera e a e a IonosferaIonosfera

►► Nessas camadas, ocorrem Nessas camadas, ocorrem Refração dos sinais Refração dos sinais transmitidos pelo GPStransmitidos pelo GPS


Erro da Refração TroposféricaErro da Refração Troposférica

►► Esse efeito pode variar de Esse efeito pode variar de 2,3 m, no zênite, até 20 m, 2,3 m, no zênite, até 20 m, próximo do horizonte (10próximo do horizonte (10oo) ) na observável adotada e na observável adotada e depende da Densidade da depende da Densidade da Atmosfera e do Ângulo de Atmosfera e do Ângulo de Elevação dos SatélitesElevação dos Satélites

Altitude(km) Temperatura Ionização Campo

Magnético Propagação Técnica

100.000

Termosfera

Protonosfera

Magnetosfera Ionosfera AtmosferaSuperior

10.000

Ionosfera1.000

100 Mesosfera

DinamosferaEstratosfera

Neutrosfera Troposfera AtmosferaInferior10

Troposfera

►► A Troposfera é a camada que vai da superfície da A Troposfera é a camada que vai da superfície da Terra até aproximadamente 50 km de alturaTerra até aproximadamente 50 km de altura

►► Nessa camada, sinais de frequëncias diferentes sofrem Nessa camada, sinais de frequëncias diferentes sofrem os mesmos efeitos da Refração (meio nãoos mesmos efeitos da Refração (meio não--dispersivo dispersivo refração não depende da frequência)refração não depende da frequência)




Erro da Refração TroposféricaErro da Refração Troposférica►►A massa gasosa presente nesta camada é A massa gasosa presente nesta camada é

dividida em componentes seca e úmidadividida em componentes seca e úmida►►A componente seca responde por A componente seca responde por

aproximadamente 90% do efeito da refração e aproximadamente 90% do efeito da refração e é a única que pode ser obtida através de é a única que pode ser obtida através de Modelos MatemáticosModelos Matemáticos

►►Esses Modelos consideram a Temperatura, a Esses Modelos consideram a Temperatura, a Pressão Atmosférica e o ângulo de elevação do Pressão Atmosférica e o ângulo de elevação do satélite, dentre outros parâmetros, para obter satélite, dentre outros parâmetros, para obter um valor razoável para a Refração Troposféricaum valor razoável para a Refração Troposférica


Erro da Refração TroposféricaErro da Refração Troposférica►► Quanto MENOR o ângulo de elevação do satélite, Quanto MENOR o ângulo de elevação do satélite,

MAIOR será a Refração Troposférica presente no sinalMAIOR será a Refração Troposférica presente no sinal►► Para reduzir o efeito desse erro, as estratégias Para reduzir o efeito desse erro, as estratégias

consistem em:consistem em: Especificar uma máscara de elevação Especificar uma máscara de elevação (cut(cut--off angle ou off angle ou

elevation maskelevation mask)),, que desconsidera as observações de que desconsidera as observações de satélites abaixo de determinada elevação. Normalmente satélites abaixo de determinada elevação. Normalmente entre 10entre 10oo e 15e 15oo

Utilizar um modelo matemático consistente no Utilizar um modelo matemático consistente no processamento dos dados GPS. Em alguns programas processamento dos dados GPS. Em alguns programas comerciais esse modelo é único e já é consideradocomerciais esse modelo é único e já é considerado




Erro da Refração TroposféricaErro da Refração Troposférica►► A coleta de informações de Temperatura e Pressão A coleta de informações de Temperatura e Pressão

no local do rastreamento não melhora os resultados, no local do rastreamento não melhora os resultados, visto que elas não representam o comportamento da visto que elas não representam o comportamento da atmosfera ao longo do percurso do sinal na camada atmosfera ao longo do percurso do sinal na camada da Troposfera.da Troposfera.

►► Assim, pode ser melhor utilizar os valores Assim, pode ser melhor utilizar os valores atmosféricos padrões do que os valores locais.atmosféricos padrões do que os valores locais.

15º15º


Erro da Refração IonosféricaErro da Refração Ionosférica►►A Ionosfera é a camada que vai de 50 km a A Ionosfera é a camada que vai de 50 km a

1000 km acima da superfície terrestre1000 km acima da superfície terrestre►►Nessa camada, sinais de frequëncias diferentes Nessa camada, sinais de frequëncias diferentes

sofrem diferentes efeitos da Refração (meio sofrem diferentes efeitos da Refração (meio dispersivo dispersivo refração depende da frequência)refração depende da frequência)

►►Em função dessa característica, Em função dessa característica, posicionamentos utilizando receptores de dupla posicionamentos utilizando receptores de dupla frequência podem eliminar o efeito da frequência podem eliminar o efeito da ionosfera, especialmente em bases longas ionosfera, especialmente em bases longas (acima de 20 km)(acima de 20 km)




Erro da Refração IonosféricaErro da Refração Ionosférica►►Em bases curtas (< 20 km), o Em bases curtas (< 20 km), o

posicionamento relativo é suficiente para posicionamento relativo é suficiente para eliminar este erro. Neste caso, o uso de eliminar este erro. Neste caso, o uso de receptores de monofreqüência é suficiente receptores de monofreqüência é suficiente para obtenção de precisão geodésica.para obtenção de precisão geodésica.


Erros de Propagação do SinalErros de Propagação do Sinal




Erro da Refração IonosféricaErro da Refração Ionosférica►►Apesar de não oferecerem alta precisão, é possível Apesar de não oferecerem alta precisão, é possível

utilizar Modelos Matemáticos aproximados para utilizar Modelos Matemáticos aproximados para obter o comportamento da Refração Ionosférica, obter o comportamento da Refração Ionosférica, como como o Modelo de o Modelo de KlobucharKlobuchar (cujos parâmetros (cujos parâmetros são enviados nas mensagens de navegação), que são enviados nas mensagens de navegação), que reduz em cerca de 50% os erros ionosféricos.reduz em cerca de 50% os erros ionosféricos.

►►Dessa forma, em linhas de base acima de 20 km, Dessa forma, em linhas de base acima de 20 km, onde são empregados receptores de onde são empregados receptores de monofrequênciamonofrequência, o uso de Modelos Matemáticos , o uso de Modelos Matemáticos pode reduzir os efeitos da ionosfera (segundo pode reduzir os efeitos da ionosfera (segundo alguns fabricantes, até 50 km)alguns fabricantes, até 50 km)


Erro da Refração IonosféricaErro da Refração Ionosférica►► O IGS disponibiliza, também, um modelo global da O IGS disponibiliza, também, um modelo global da

ionosfera no formato IONEX (ionosfera no formato IONEX (Ionosphere Exchange Ionosphere Exchange FormatFormat))

►► O Brasil está, quase todo, em uma região de alta O Brasil está, quase todo, em uma região de alta atividade ionosférica. Esta atividade é maior de atividade ionosférica. Esta atividade é maior de Setembro a Março e uma hora após o pôrSetembro a Março e uma hora após o pôr--dodo--sol sol até a meiaaté a meia--noite.noite.

►► A refração ionosférica é proporcional ao Conteúdo A refração ionosférica é proporcional ao Conteúdo Total de Elétrons (TEC), ou seja, ao número de Total de Elétrons (TEC), ou seja, ao número de elétrons presentes ao longo do caminho percorrido elétrons presentes ao longo do caminho percorrido pelo sinal, entre o satélite e o receptor.pelo sinal, entre o satélite e o receptor.




Um dia normal na camada da Um dia normal na camada da IonosferaIonosfera


Um dia de tempestade na Um dia de tempestade na camada da Ionosferacamada da Ionosfera




http://iono.jpl.nasa.gov/

Mapa do TEC na Ionosfera em Mapa do TEC na Ionosfera em Tempo RealTempo Real


Regiões com Alta Atividade IonosféricaRegiões com Alta Atividade Ionosférica




Erro do MulticaminhamentoErro do Multicaminhamento

►► Ocorre quando o receptor recebe, além do sinal Ocorre quando o receptor recebe, além do sinal vindo diretamente do satélite, um sinal refletido em vindo diretamente do satélite, um sinal refletido em superfícies vizinhas à antena, tais como:superfícies vizinhas à antena, tais como: Construções (casas, edifícios, muros, coberturas)Construções (casas, edifícios, muros, coberturas) CarrosCarros ÁrvoresÁrvores Massa d’águaMassa d’água Pavimentos (asfalto, concreto etc.)Pavimentos (asfalto, concreto etc.)

►► É um dos principais erros no posicionamento GPSÉ um dos principais erros no posicionamento GPS


Erro do MulticaminhamentoErro do Multicaminhamento

AntenaGPS

Superfície Refletiva

Satélite




Erro do MulticaminhamentoErro do Multicaminhamento►► O sinal refletido apresenta distorções na fase da O sinal refletido apresenta distorções na fase da

onda e na modulação sobre ela, afetando a onda e na modulação sobre ela, afetando a qualidade do posicionamentoqualidade do posicionamento

►► Os erros máximos devidos ao Multicaminhamento Os erros máximos devidos ao Multicaminhamento ficam na faixa de 1/4 do comprimento da onda (4,8 ficam na faixa de 1/4 do comprimento da onda (4,8 cm para a L1)cm para a L1)

►► Satélites mais baixos provocam mais erros de Satélites mais baixos provocam mais erros de MulticaminhamentoMulticaminhamento

►► Antenas com plano de terra e antenas Antenas com plano de terra e antenas choke ringschoke ringsreduzem o efeito.reduzem o efeito.


Erro do MulticaminhamentoErro do Multicaminhamento►►As estratégias sugeridas para reduzir o erro As estratégias sugeridas para reduzir o erro

do Multicaminhamento são:do Multicaminhamento são: Evitar posicionamentos em locais propícios à Evitar posicionamentos em locais propícios à

ocorrência do erroocorrência do erro Estabelecer máscara de elevação dos satélitesEstabelecer máscara de elevação dos satélites Utilizar antenas capazes de reduzir o efeitoUtilizar antenas capazes de reduzir o efeito

Plano de Terra




Erro da Perda de CiclosErro da Perda de Ciclos

►► Os motivos podem ser:Os motivos podem ser: a presença de árvores, construções, a presença de árvores, construções,

montanhasmontanhas aceleração da antenaaceleração da antena variações bruscas na atmosferavariações bruscas na atmosfera interferências de outras fontes de rádiointerferências de outras fontes de rádio problemas no receptor e softwareproblemas no receptor e software

►►Assim que um receptor GPS é ligado, iniciaAssim que um receptor GPS é ligado, inicia--se se um contador de ciclos da onda portadora. A um contador de ciclos da onda portadora. A interrupção desse contador é chamada de interrupção desse contador é chamada de Perda de Ciclos e é devida a algum tipo de Perda de Ciclos e é devida a algum tipo de obstruçãoobstrução


Erro da Perda de CiclosErro da Perda de Ciclos►►A correção da perda de ciclos A correção da perda de ciclos (cycle slip fixing) (cycle slip fixing)

em alguns casos é possível, empregando em alguns casos é possível, empregando estratégias numéricas e computacionaisestratégias numéricas e computacionais

►►Entretanto, caso ocorram diversas perdas de Entretanto, caso ocorram diversas perdas de ciclo, poderá ser impossível sua correção e, ciclo, poderá ser impossível sua correção e, assim, o posicionamento poderá estar assim, o posicionamento poderá estar comprometido.comprometido.

►►Durante os posicionamentos, deveDurante os posicionamentos, deve--se, então, se, então, atentar para a possibilidade de ocorrência atentar para a possibilidade de ocorrência desse erro e evitádesse erro e evitá--lala




Erro do Centro de Fase da AntenaErro do Centro de Fase da Antena►►O centro de fase eletrônico da antena é o ponto O centro de fase eletrônico da antena é o ponto

no qual as medidas dos sinais são referenciadasno qual as medidas dos sinais são referenciadas►►O centro geométrico da antena, no entanto, O centro geométrico da antena, no entanto,

geralmente não coincide com o centro de fasegeralmente não coincide com o centro de fase►►Devido a esta diferença é que ocorre o Erro de Devido a esta diferença é que ocorre o Erro de

Centro de Fase da AntenaCentro de Fase da Antena►►Antenas de fabricantes e/ou modelos diferentes Antenas de fabricantes e/ou modelos diferentes

possuem discrepâncias entre o centro de fase e possuem discrepâncias entre o centro de fase e o centro geométricoo centro geométrico


Variações do Centro de Fase

Plano terrestre da antena

Centro mecânico

Ponto de referência da antena

Centro de fase eletrônico médio

Erro do Centro de Fase da AntenaErro do Centro de Fase da Antena




►►As estratégias a serem adotadas em As estratégias a serem adotadas em posicionamentos de precisão são as seguintes:posicionamentos de precisão são as seguintes: Empregar antenas de mesmo fabricante e modeloEmpregar antenas de mesmo fabricante e modelo Utilizar antenas com alta estabilidade do centro de Utilizar antenas com alta estabilidade do centro de

fasefase Direcionar as antenas para uma mesma direção Direcionar as antenas para uma mesma direção

(Norte Magnético, por exemplo), a fim de (Norte Magnético, por exemplo), a fim de possibilitar a eliminação do erro no Posicionamento possibilitar a eliminação do erro no Posicionamento RelativoRelativo RealizarRealizar a a calibraçãocalibração das das antenasantenas

Erro do Centro de Fase da AntenaErro do Centro de Fase da Antena


Erro das Coordenadas da EstaçãoErro das Coordenadas da Estação

►►Posicionamentos GPS de precisão fornecem Posicionamentos GPS de precisão fornecem diferenças tridimensionais de coordenadas diferenças tridimensionais de coordenadas ((X, X, Y, Y, Z) a partir da estação baseZ) a partir da estação base

►►Caso algum erro seja cometido na Caso algum erro seja cometido na especificação das coordenadas da estação especificação das coordenadas da estação base, esse erro irá se propagar para os base, esse erro irá se propagar para os pontos determinados a partir delepontos determinados a partir dele




Erro das Coordenadas da EstaçãoErro das Coordenadas da Estação

►►Esses erros podem ser devidos a:Esses erros podem ser devidos a: Valores incorretos de coordenadas: leitura, Valores incorretos de coordenadas: leitura,

digitação, informação, origem, falta de digitação, informação, origem, falta de ajustamentoajustamento Transformação incorreta entre Sistemas de Transformação incorreta entre Sistemas de

Referência e DatunsReferência e Datuns►►DeveDeve--se observar que, uma vez que as se observar que, uma vez que as

coordenadas da estação base estejam coordenadas da estação base estejam incorretas, as próprias diferenças relativas incorretas, as próprias diferenças relativas ((X, X, Y, Y, Z) também estarão afetadas.Z) também estarão afetadas.


Outras CorreçõesOutras Correções

►►Dependendo da finalidade do Dependendo da finalidade do posicionamento (deriva continental, estudos posicionamento (deriva continental, estudos científicos), devem ser levados em científicos), devem ser levados em consideração também os efeitos de:consideração também os efeitos de: Marés Terrestres: até 40 cm próximo ao EquadorMarés Terrestres: até 40 cm próximo ao Equador Movimento do Pólo: até 25 mm na radialMovimento do Pólo: até 25 mm na radial Carga dos Oceanos: até 10 cm na verticalCarga dos Oceanos: até 10 cm na vertical Carga da Atmosfera: até 10 mmCarga da Atmosfera: até 10 mm




Ordem de Grandeza dos ErrosOrdem de Grandeza dos Erros

3,2m3,2m31m31mRMS*PDOP=2RMS*PDOP=2

1,6m1,6m15,5m15,5mRMSRMS

0,5m0,5m0,5m0,5mMulticaminhamentoMulticaminhamento

1m1m1m1mRuído no ReceptorRuído no Receptor

1m1m1m1mRuído na PseudoRuído na Pseudo--Dist.Dist.

10m10mIonosferaIonosfera

1m1mTroposferaTroposfera

0m0mS/AS/A

1m1mEfemérides SatéliteEfemérides Satélite

1m1mRelógio SatéliteRelógio Satélite

RELATIVORELATIVOPSEUDOPSEUDO--DISTÂNCIADISTÂNCIA

ABSOLUTO ABSOLUTO PSEUDOPSEUDO--DISTÂNCIADISTÂNCIA

ORIGEM DO ERROORIGEM DO ERRO

CAP. 4CAP. 4--MODELOS MODELOS MATEMÁTICOS BÁSICOS DO MATEMÁTICOS BÁSICOS DO

PROCESSAMENTO GPSPROCESSAMENTO GPS





Equações das Observações GPSEquações das Observações GPS

►►Cada observação gravada no receptor Cada observação gravada no receptor GPS irá gerar uma equação para a GPS irá gerar uma equação para a obtenção da distância receptorobtenção da distância receptor--satélite satélite e, em seguida, as coordenadas do e, em seguida, as coordenadas do receptor (antena)receptor (antena)

►►As equações, para a Pseudodistância e As equações, para a Pseudodistância e a Fase da Onda Portadora, para a L1, a Fase da Onda Portadora, para a L1, são apresentadas a seguir:são apresentadas a seguir:


Equações das Observações GPSEquações das Observações GPS

►►PseudodistânciaPseudodistância na L1:na L1:

►►Fase da Onda Portadora na L1:Fase da Onda Portadora na L1:

1 1 1 1 1 0 1 1[ ] [ ( ) ( )]ss s

s s s sr rr r r

r

I Tf f dt dt t to Nc

1 1 [ ]s s s s sr PD r r r rPD c dt dt I T




Combinações das Observáveis Combinações das Observáveis GPS em uma Única EstaçãoGPS em uma Única Estação

►►As combinações lineares dos sinais visam As combinações lineares dos sinais visam obter novas “observáveis” com obter novas “observáveis” com características úteis em determinados características úteis em determinados procedimentos computacionais e procedimentos computacionais e numéricosnuméricos

►►Algumas das combinações lineares Algumas das combinações lineares importantes nos processamentos GPS são:importantes nos processamentos GPS são:


►►LL00 = Combinação Livre da Ionosfera = Combinação Livre da Ionosfera (ionospheric free observable (ionospheric free observable ouou ionoiono--free)free) Nesta combinação, os efeitos da ionosfera são Nesta combinação, os efeitos da ionosfera são

sensivelmente reduzidossensivelmente reduzidos É a combinação normalmente utilizada em É a combinação normalmente utilizada em

posicionamentos geodésicos de alta precisão, posicionamentos geodésicos de alta precisão, envolvendo bases longasenvolvendo bases longas Se usada em bases curtas, essa combinação acaba Se usada em bases curtas, essa combinação acaba

provocando ruídos que não indicam sua utilizaçãoprovocando ruídos que não indicam sua utilização





►►LL = Banda Larga = Banda Larga (wide lane)(wide lane) Esta combinação, em conjunto com a LEsta combinação, em conjunto com a L00 é útil na é útil na

etapa de detecção de perdas de ciclos e erros etapa de detecção de perdas de ciclos e erros grosseiros grosseiros (outliers)(outliers) O seu maior comprimento de onda a torna O seu maior comprimento de onda a torna

importante nos problemas de resolução da importante nos problemas de resolução da ambigüidadeambigüidade



►►LL = Banda Estreita = Banda Estreita (narrow lane)(narrow lane) Apresenta o menor ruído de todas as Apresenta o menor ruído de todas as

combinaçõescombinações Devido ao seu pequeno comprimento de onda, o Devido ao seu pequeno comprimento de onda, o

seu uso na resolução da ambigüidade é difícilseu uso na resolução da ambigüidade é difícil Esta combinação, subtraída da LEsta combinação, subtraída da L é chamada de é chamada de

sinal ionosféricosinal ionosférico, pois contém todos os efeitos da , pois contém todos os efeitos da ionosfera, permitindo uma análise do seu ionosfera, permitindo uma análise do seu comportamento.comportamento.

Combinações das Observáveis GPS Combinações das Observáveis GPS em uma Única Estaçãoem uma Única Estação




►►Filtragem da Pseudodistância pela Fase da Filtragem da Pseudodistância pela Fase da Onda Portadora (código preciso)Onda Portadora (código preciso) Chamado de “Suavização da Pseudodistância pela Chamado de “Suavização da Pseudodistância pela

Portadora” ou “Suavização do Código pela Fase”Portadora” ou “Suavização do Código pela Fase” A Pseudodistância filtrada pela fase da onda A Pseudodistância filtrada pela fase da onda

portadora tornaportadora torna--se muito mais precisase muito mais precisa O algoritmo tornaO algoritmo torna--se sensível à Perda de Ciclosse sensível à Perda de Ciclos Utilizado em alguns receptores L1 (ex.: Trimble Utilizado em alguns receptores L1 (ex.: Trimble

ProPro--XR, Leica GSXR, Leica GS--20, Promark 3)20, Promark 3)

Combinações das Observáveis GPS Combinações das Observáveis GPS em uma Única Estaçãoem uma Única Estação


Combinações das Observáveis GPS Combinações das Observáveis GPS entre Diferentes Estaçõesentre Diferentes Estações

►►Posicionamento Posicionamento RelativoRelativo ou ou DiferencialDiferencial é é aquele que envolve, ao menos, 2 receptores aquele que envolve, ao menos, 2 receptores ligados simultaneamente, sendo um deles ligados simultaneamente, sendo um deles rastreando em um ponto de coordenadas rastreando em um ponto de coordenadas conhecidas (Ponto Base ou Controle) e outro conhecidas (Ponto Base ou Controle) e outro em um ponto cujas coordenadas desejaem um ponto cujas coordenadas deseja--se se conhecer (Ponto Remoto ou conhecer (Ponto Remoto ou RoverRover).).




Combinações das Observáveis GPS Combinações das Observáveis GPS entre Diferentes Estaçõesentre Diferentes Estações

►►No processamento do Posicionamento Relativo No processamento do Posicionamento Relativo são realizadas combinações de observáveis são realizadas combinações de observáveis entre estaçõesentre estações

►►Uma vantagem do Posicionamento Relativo é Uma vantagem do Posicionamento Relativo é que os erros presentes nas observações que os erros presentes nas observações originais são reduzidos quando se formam as originais são reduzidos quando se formam as diferenças entre as observáveis das estaçõesdiferenças entre as observáveis das estações

►►Essas observáveis secundárias são comumente Essas observáveis secundárias são comumente chamadas de chamadas de SimplesSimples, , DuplaDupla e e Tripla DiferençaTripla Diferença


Simples DiferençaSimples Diferença Podem ser formadas entre 2 receptores, 2 Podem ser formadas entre 2 receptores, 2

satélites ou 2 épocassatélites ou 2 épocas




Simples DiferençaSimples Diferença Nesta observação, o erro do relógio do satélite Nesta observação, o erro do relógio do satélite

(dt(dtss) é ) é eliminadoeliminado Também os erros devidos às posições dos Também os erros devidos às posições dos

satélites (satélites (erro orbitalerro orbital) e à refração atmosférica ) e à refração atmosférica são são minimizadosminimizados, especialmente em bases curtas, , especialmente em bases curtas, onde os efeitos da ionosfera e troposfera são onde os efeitos da ionosfera e troposfera são similares em cada estaçãosimilares em cada estação Para bases longas, a refração troposférica pode Para bases longas, a refração troposférica pode

ser ser modeladamodelada e a ionosférica pode ser e a ionosférica pode ser reduzidareduzidapelo uso da combinação linear Lpelo uso da combinação linear L00 (caso em que (caso em que se necessita de um receptor de dupla freqüência)se necessita de um receptor de dupla freqüência)


Dupla DiferençaDupla Diferença É a diferença entre duas simples diferenças.É a diferença entre duas simples diferenças. Envolve, portanto, dois receptores e dois satélitesEnvolve, portanto, dois receptores e dois satélites




Dupla DiferençaDupla Diferença

Na Dupla Diferença, os erros dos relógios dos Na Dupla Diferença, os erros dos relógios dos receptores (dtreceptores (dtr1r1 e dte dtr2r2) são eliminados) são eliminados É a combinação preferida nos processamentos de É a combinação preferida nos processamentos de

dados GPS envolvendo a fase da onda portadoradados GPS envolvendo a fase da onda portadora É a que oferece a melhor relação entre o ruído É a que oferece a melhor relação entre o ruído

resultante da combinação e a eliminação de erros resultante da combinação e a eliminação de erros sistemáticos envolvidos nas observáveis originaissistemáticos envolvidos nas observáveis originais


Tripla DiferençaTripla Diferença É dada pela diferença entre duas duplas diferenças, É dada pela diferença entre duas duplas diferenças,

envolvendo os mesmos receptores e satélites, mas envolvendo os mesmos receptores e satélites, mas em épocas distintas (tem épocas distintas (t11 e te t22)) Na Pseudodistância, não oferece nenhuma Na Pseudodistância, não oferece nenhuma

vantagem em relação às anteriores. Entretanto, vantagem em relação às anteriores. Entretanto, para a Fase da Onda Portadora, a Ambigüidade é para a Fase da Onda Portadora, a Ambigüidade é eliminadaeliminada Essa observável é bastante sensível à perda de Essa observável é bastante sensível à perda de

ciclos. Por isso, é muito utilizada em sua detecção ciclos. Por isso, é muito utilizada em sua detecção na fase de na fase de prépré--processamentoprocessamento dos dados.dos dados. Não é utilizada, normalmente, na solução finalNão é utilizada, normalmente, na solução final




Considerações sobre os modelosConsiderações sobre os modelos►►A maioria dos programas comerciais de A maioria dos programas comerciais de

processamento de dados GPS utiliza as Duplas processamento de dados GPS utiliza as Duplas Diferenças como observável básica. Ex: Ashtech Diferenças como observável básica. Ex: Ashtech Solutions, Topcon Tools, Trimble Geomatic Solutions, Topcon Tools, Trimble Geomatic Office, Leica Geo Office, GNSS Solutions, Ez SurvOffice, Leica Geo Office, GNSS Solutions, Ez Surv

►► Já os programas científicos (GIPSY, DIPOP, Já os programas científicos (GIPSY, DIPOP, BERNESE etc.) utilizam as observáveis originais, BERNESE etc.) utilizam as observáveis originais, exigindo maior tempo e recurso computacionalexigindo maior tempo e recurso computacional

►►Quando o tratamento matemático é adequado, Quando o tratamento matemático é adequado, ambos proporcionam os mesmos resultadosambos proporcionam os mesmos resultados


►►Solução FixaSolução Fixa Uma solução fixa é obtida quando o Uma solução fixa é obtida quando o

processador é capaz de encontrar um grupo de processador é capaz de encontrar um grupo de valores inteiros para os termos da valores inteiros para os termos da ambiguidadeambiguidadeque seja significativamente melhor que todas que seja significativamente melhor que todas as outras possibilidades. Ex. N=107.894.736,01as outras possibilidades. Ex. N=107.894.736,01 Para bases curtas, a solução ótima é Para bases curtas, a solução ótima é

normalmente uma solução fixa baseada apenas normalmente uma solução fixa baseada apenas na portadora L1.na portadora L1.

Tipos de Soluções Obtidas nos Tipos de Soluções Obtidas nos Processamentos GPSProcessamentos GPS




►►Solução FixaSolução Fixa A solução fixa livre da ionosfera (A solução fixa livre da ionosfera (ionoiono freefree) é a ) é a

solução ótima sob a maioria das condições, solução ótima sob a maioria das condições, pois não contém parcialidades ionosféricas e as pois não contém parcialidades ionosféricas e as ambiguidadesambiguidades fixas fornecem fixas fornecem geralmentesgeralmentes os os melhores resultados.melhores resultados. Em bases curtas, entretanto, as soluções livres Em bases curtas, entretanto, as soluções livres

da ionosfera (da ionosfera (ionoiono freefree) devem ser evitadas, ) devem ser evitadas, conforme conforme visto anteriormentevisto anteriormente..




►►Solução FlutuanteSolução Flutuante ObtémObtém--se uma solução flutuante quando o se uma solução flutuante quando o

processador da linha de base não pode calcular processador da linha de base não pode calcular um valor inteiro definitivo para os termos da um valor inteiro definitivo para os termos da ambiguidadeambiguidade. Ex. N=107.894.736,62. Ex. N=107.894.736,62 As soluções flutuantes geralmente são obtidas As soluções flutuantes geralmente são obtidas

em bases curtas devido a erros atmosféricos em bases curtas devido a erros atmosféricos não modelados, tempo de ocupação não modelados, tempo de ocupação insuficiente, insuficiente, multicaminhamentomulticaminhamento e outros erros.e outros erros.




►►Solução FlutuanteSolução Flutuante Portanto, em bases curtas, as soluções Portanto, em bases curtas, as soluções

flutuantes não são recomendadas devido à sua flutuantes não são recomendadas devido à sua baixa confiabilidade.baixa confiabilidade. Em bases longas, acima de 30 km, a solução Em bases longas, acima de 30 km, a solução

ótima pode ser a solução flutuante de dupla ótima pode ser a solução flutuante de dupla frequência livre da ionosfera (frequência livre da ionosfera (iono freeiono free). ). Entretanto, deveEntretanto, deve--se verificar se o tempo de se verificar se o tempo de ocupação foi adequado e foram empregadas ocupação foi adequado e foram empregadas efemérides precisas.efemérides precisas.


CAP. 5-TÉCNICAS DE POSICIONAMENTO GPS





Classificação dos Classificação dos Posicionamentos GPSPosicionamentos GPS

►►Posicionamento Absoluto, Autônomo Posicionamento Absoluto, Autônomo ou Por Pontoou Por Ponto: Quando as coordenadas : Quando as coordenadas obtidas estão associadas diretamente obtidas estão associadas diretamente ao ao GeocentroGeocentro

►►Posicionamento RelativoPosicionamento Relativo: Quando as : Quando as coordenadas obtidas estão associadas coordenadas obtidas estão associadas a um referencial materializado por um a um referencial materializado por um ou mais vértices de coordenadas ou mais vértices de coordenadas conhecidasconhecidas



►►Posicionamentos EstáticosPosicionamentos Estáticos: São aqueles onde : São aqueles onde o receptor é desligado entre os pontos de o receptor é desligado entre os pontos de interesse, ou seja, cada seção de interesse, ou seja, cada seção de rastreamento é relativa a apenas um ponto. rastreamento é relativa a apenas um ponto. Em cada ponto ocupado, é necessária nova Em cada ponto ocupado, é necessária nova sintonia com os satélites rastreados, sintonia com os satélites rastreados, necessitando novas observações para a necessitando novas observações para a resolução da resolução da AmbiguidadeAmbiguidade..





►►Posicionamentos CinemáticosPosicionamentos Cinemáticos: São aqueles : São aqueles onde o receptor ocupa diversos pontos em onde o receptor ocupa diversos pontos em uma mesma seção de rastreamento, ou seja, uma mesma seção de rastreamento, ou seja, o receptor não é desligado entre os pontos o receptor não é desligado entre os pontos de interesse, mantendode interesse, mantendo--se a sintonia com os se a sintonia com os satélites disponíveis. A satélites disponíveis. A AmbiguidadeAmbiguidade em cada em cada ponto é somente “atualizada” a partir do ponto é somente “atualizada” a partir do ponto anterior.ponto anterior.


Posicionamento AbsolutoPosicionamento Absoluto

►►O Posicionamento Absoluto (também O Posicionamento Absoluto (também chamado de Posicionamento por Ponto ou chamado de Posicionamento por Ponto ou Posicionamento Autônomo) é aquele onde é Posicionamento Autônomo) é aquele onde é utilizado apenas um receptor e, na prática, utilizado apenas um receptor e, na prática, as coordenadas são determinadas a partir as coordenadas são determinadas a partir do código C/A, sem serem aplicadas do código C/A, sem serem aplicadas técnicas de correção diferencial dos erros.técnicas de correção diferencial dos erros.




Posicionamento AbsolutoPosicionamento Absoluto►►Normalmente, o Posicionamento Absoluto é Normalmente, o Posicionamento Absoluto é

realizado empregandorealizado empregando--se um Receptor GPS se um Receptor GPS de Navegaçãode Navegação

►►Esse tipo de receptor não armazena as Esse tipo de receptor não armazena as observações (ondas e códigos) recebidas dos observações (ondas e códigos) recebidas dos satélites, apenas uma quantidade limitada de satélites, apenas uma quantidade limitada de coordenadas dos pontos, chamados coordenadas dos pontos, chamados WaypointsWaypoints (de 250 a 1000 pontos) e (de 250 a 1000 pontos) e caminhos, chamados caminhos, chamados TrackLogsTrackLogs (acima de (acima de 1000 pontos).1000 pontos).


PPPPPP►►SignificaSignifica PosicionamentoPosicionamento porpor Ponto Ponto PrecisoPreciso►►É possível realizar um posicionamento É possível realizar um posicionamento

absoluto (por ponto) de precisão, alcançando absoluto (por ponto) de precisão, alcançando bons resultados, empregando efemérides bons resultados, empregando efemérides precisas, observações de dupla precisas, observações de dupla frequênciafrequência e e modelos matemáticos avançados.modelos matemáticos avançados.

►►O IBGE disponibiliza um serviço de O IBGE disponibiliza um serviço de processamento de dados pelo PPP (chamado processamento de dados pelo PPP (chamado IBGEIBGE--PPP), empregando um programa PPP), empregando um programa canadense.canadense.




Posicionamento RelativoPosicionamento Relativo►►O posicionamento relativo busca, através do uso O posicionamento relativo busca, através do uso

de 2 ou mais receptores, obter as coordenadas de 2 ou mais receptores, obter as coordenadas desconhecidas de um ponto (ponto remoto ou desconhecidas de um ponto (ponto remoto ou ““roverrover”), tomando como referência um ou mais ”), tomando como referência um ou mais pontos cujas coordenadas são conhecidas pontos cujas coordenadas são conhecidas (ponto base)(ponto base)


Posicionamento RelativoPosicionamento Relativo►►A idéia básica é que, estando esses dois pontos A idéia básica é que, estando esses dois pontos

sujeitos ao mesmos erros, conseguesujeitos ao mesmos erros, consegue--se, se, matematicamente, eliminar a influência desses matematicamente, eliminar a influência desses erros no ponto cujas coordenadas desejaerros no ponto cujas coordenadas deseja--se se conhecer conhecer

►►ObtémObtém--se, inicialmente, os deslocamentos (se, inicialmente, os deslocamentos (X, X, Y Y e e Z) do ponto remoto em relação ao ponto baseZ) do ponto remoto em relação ao ponto base

►►A seguir, somaA seguir, soma--se esses deslocamentos às se esses deslocamentos às coordenadas do ponto base, obtendocoordenadas do ponto base, obtendo--se assim as se assim as coordenadas do ponto remoto coordenadas do ponto remoto (rover)(rover)




Diluição da Precisão (DOP)Diluição da Precisão (DOP)

►►Os Os DOP’sDOP’s são uma medida da expectativa da são uma medida da expectativa da precisão que será obtida em um precisão que será obtida em um posicionamentoposicionamento

►►O DOP baseiaO DOP baseia--se na precisão da observação se na precisão da observação da da pseudodistânciapseudodistância em um ponto e na em um ponto e na configuração geométrica dos satélites, configuração geométrica dos satélites, durante o posicionamentodurante o posicionamento


Diluição da Precisão (DOP)Diluição da Precisão (DOP)►►Ele é um número adimensional que auxilia no Ele é um número adimensional que auxilia no

planejamento de missões (especialmente quando planejamento de missões (especialmente quando existem obstruções) e na estimativa do tempo a existem obstruções) e na estimativa do tempo a ser ocupado nas estações ser ocupado nas estações

►►Quanto menor o valor do DOP (ou seja, quanto Quanto menor o valor do DOP (ou seja, quanto menos diluída for a precisão), melhor será a menos diluída for a precisão), melhor será a precisão do posicionamentoprecisão do posicionamento

►►PodePode--se esperar um posicionamento com boa se esperar um posicionamento com boa precisão para valores de PDOP precisão para valores de PDOP 4. 4.

►►Para PDOP acima de 7, alguns receptores nem Para PDOP acima de 7, alguns receptores nem gravam as observações dos satélitesgravam as observações dos satélites




Diluição da Precisão (DOP)Diluição da Precisão (DOP)Valor do

DOP Classificação Descrição

1 Ideal Este é o maior nível de confiança possível nas aplicações de altaprecisão.

1-2 Excelente Neste nível de confiança, as medidas são consideradas precisas o suficiente para todas aplícações mais sensíveis.

2-5 Bom Representa um nível que define o mínimo aceitável para aplicaçõescomerciais (e geodésicas).

5-10 ModeradoAs medidas podem ser usadas para cálculos da posição navegada, masuma melhor qualidade deveria ser obtida através de um número maior de satélites rastreados (eliminado-se obstruções ou mudando-se o local).

10-20 RuimRepresenta um nível muito baixo de confiança e as medidas de posiçãodeveriam ser descartas ou utilizadas apenas para indicar uma estimativapouco aproximada da localização atual.

>20 Pobre Neste nível, as medidas têm precisão inferior a 300 m e deveriam ser descartadas.


Diluição da Precisão (DOP)Diluição da Precisão (DOP)PDOP RUIMPDOP RUIMPDOP BOMPDOP BOM




Diluição da Precisão (DOP)Diluição da Precisão (DOP)

S

N

W E

Geometria Ideal Geometria Ideal dos Satélitesdos Satélites

N

S

W E

Geometria Fraca Geometria Fraca dos Satélitesdos Satélites

N

S

W E

N

S

W E


Diluição da Precisão (DOP)Diluição da Precisão (DOP)►►O DOP pode apresentar diferentes índices:O DOP pode apresentar diferentes índices: HDOP: para posicionamentos horizontais (HDOP: para posicionamentos horizontais (,,)) VDOP: para posicionamento vertical (h)VDOP: para posicionamento vertical (h) PDOP: para posicionamento tridimensional (PDOP: para posicionamento tridimensional (,,,h),h) TDOP: para determinação de tempoTDOP: para determinação de tempo GDOP: para efeito combinado de PDOP e TDOPGDOP: para efeito combinado de PDOP e TDOP




Métodos de PosicionamentoMétodos de Posicionamento►► Os métodos de posicionamento relativo por satélites Os métodos de posicionamento relativo por satélites

podem ser classificados, também, quanto à podem ser classificados, também, quanto à disponibilidade dos resultados, podendo ser disponibilidade dos resultados, podendo ser póspós--processadosprocessados ou em ou em tempotempo--realreal..

►► Métodos PósMétodos Pós--processados: nestes métodos, as processados: nestes métodos, as coordenadas corrigidas dos pontos ocupados somente coordenadas corrigidas dos pontos ocupados somente serão obtidas após o processamento dos dados em serão obtidas após o processamento dos dados em computador. Alguns desses métodos são:computador. Alguns desses métodos são: Método EstáticoMétodo Estático Método EstáticoMétodo Estático--RápidoRápido Método Cinemático Método Cinemático StopStop--andand--GoGo Método Cinemático ContínuoMétodo Cinemático Contínuo


Métodos de PosicionamentoMétodos de Posicionamento►►Métodos em TempoMétodos em Tempo--Real: nestes métodos, as Real: nestes métodos, as

coordenadas corrigidas dos pontos ocupados coordenadas corrigidas dos pontos ocupados são visualizadas no momento em que o mesmo são visualizadas no momento em que o mesmo é posicionado. De maneira geral, esses é posicionado. De maneira geral, esses métodos oferecem precisão inferior aos métodos oferecem precisão inferior aos métodos pósmétodos pós--processados. Alguns desses processados. Alguns desses método são:método são: Método DGPSMétodo DGPS Método WADGPS Método WADGPS MétodoMétodo DGPSDGPS--HPHP Método RTKMétodo RTK




Método EstáticoMétodo Estático►► No método Estático, dois ou mais receptores No método Estático, dois ou mais receptores

rastreiam, simultaneamente, os satélites visíveis por rastreiam, simultaneamente, os satélites visíveis por um período de tempo superior a 20 minutosum período de tempo superior a 20 minutos

►► É a técnica mais utilizada em posicionamentos É a técnica mais utilizada em posicionamentos geodésicos e permite chegar a precisões de 1,0 a 0,1 geodésicos e permite chegar a precisões de 1,0 a 0,1 ppmppm

►► É a técnica mais demorada pois exige a mudança na É a técnica mais demorada pois exige a mudança na geometria dos satélites para a resolução da geometria dos satélites para a resolução da ambigüidade no processo de ajustamento das ambigüidade no processo de ajustamento das observaçõesobservações

►► RecomendaRecomenda--se adotar taxa de gravação de até 15 se adotar taxa de gravação de até 15 segundos.segundos.


Método EstáticoMétodo Estático--RápidoRápido►► Segue o mesmo processo do Método Estático, Segue o mesmo processo do Método Estático,

entretanto o período de ocupação das estações é entretanto o período de ocupação das estações é menor, variando de 5 a 20 minutosmenor, variando de 5 a 20 minutos

►► É adequado para levantamentos de linhas de base É adequado para levantamentos de linhas de base de até 10 km, tendo sua precisão variando de 10 a de até 10 km, tendo sua precisão variando de 10 a 1 1 ppmppm

►► O algoritmo do software de processamento deve O algoritmo do software de processamento deve permitir resolver a ambigüidade para um período permitir resolver a ambigüidade para um período pequeno de ocupaçãopequeno de ocupação





Método SemiMétodo Semi--CinemáticoCinemático►► Também chamado de Método PseudoTambém chamado de Método Pseudo--Estático, Estático,

baseiabaseia--se no fato de que, para se determinar a se no fato de que, para se determinar a ambigüidade, a geometria dos satélites deve alterarambigüidade, a geometria dos satélites deve alterar

►► Assim, o Método prescreve que um mesmo ponto seja Assim, o Método prescreve que um mesmo ponto seja ocupado por pouco tempo (5 min), em dois ocupado por pouco tempo (5 min), em dois momentos, com intervalo de tempo superior a 30 momentos, com intervalo de tempo superior a 30 minutos entre cada ocupação, dando tempo para que minutos entre cada ocupação, dando tempo para que os satélites alterem as geometriaos satélites alterem as geometria

►► Em razão de métodos mais eficazes, como o EstáticoEm razão de métodos mais eficazes, como o Estático--Rápido e o StopRápido e o Stop--andand--Go, não tem sido mais Go, não tem sido mais empregado.empregado.


Método Cinemático StopMétodo Cinemático Stop--andand--GoGo►► Neste método cinemático, um receptor permanece no Neste método cinemático, um receptor permanece no

ponto base, enquanto um ou mais receptores se ponto base, enquanto um ou mais receptores se deslocam nos pontos de interesse remotos, deslocam nos pontos de interesse remotos, permanecendo cerca de 1 min em cada pontopermanecendo cerca de 1 min em cada ponto

►► Durante o deslocamento entre os pontos de interesse, Durante o deslocamento entre os pontos de interesse, o receptor deve permanecer ligado e em sintonia com, o receptor deve permanecer ligado e em sintonia com, pelo menos, 4 satélitespelo menos, 4 satélites

►► Caso a recepção durante o trajeto entre um ponto e Caso a recepção durante o trajeto entre um ponto e outro se perca, o levantamento deve ser reiniciado no outro se perca, o levantamento deve ser reiniciado no ponto anteriorponto anterior





►►É um método preciso, destinado a levantar pontos É um método preciso, destinado a levantar pontos próximos e que não possuam muitas obstruções próximos e que não possuam muitas obstruções entre eles entre eles

►►Esse método, tradicionalmente, exige que o Esse método, tradicionalmente, exige que o trabalho se inicie a partir de uma linhatrabalho se inicie a partir de uma linha--base base conhecida, ou seja, dois pontos de coordenadas conhecida, ou seja, dois pontos de coordenadas conhecidasconhecidas

►► Isso busca determinar, no primeiro ponto, o valor Isso busca determinar, no primeiro ponto, o valor da ambigüidade, pois esse ponto possui da ambigüidade, pois esse ponto possui coordenadas conhecidas, o que permite calcular o coordenadas conhecidas, o que permite calcular o valor da ambigüidade no início dos trabalhosvalor da ambigüidade no início dos trabalhos

Método Cinemático StopMétodo Cinemático Stop--andand--GoGo


►►Caso a duração do trabalho venha atingir, Caso a duração do trabalho venha atingir, continuamente, cerca de 20 a 30 minutos, é continuamente, cerca de 20 a 30 minutos, é possível solucionar a ambigüidade com o possível solucionar a ambigüidade com o conjunto de observações armazenadas conjunto de observações armazenadas durante as trajetóriasdurante as trajetórias

►►Essa solução de ambigüidade é chamada de Essa solução de ambigüidade é chamada de Solução Solução OnOn--thethe--FlyFly (OTF)(OTF)

►►Isso evita que seja necessário o início em um Isso evita que seja necessário o início em um ponto de coordenadas conhecidasponto de coordenadas conhecidas

►►É um método cujos dados são pósÉ um método cujos dados são pós--processadosprocessados

Método Cinemático StopMétodo Cinemático Stop--andand--GoGo




Método Cinemático ContínuoMétodo Cinemático Contínuo►►É equivalente ao Método Cinemático StopÉ equivalente ao Método Cinemático Stop--

andand--Go, entretanto não há paradas nos Go, entretanto não há paradas nos pontos de interesse.pontos de interesse.

►►Assim, as feições levantadas são do tipo Assim, as feições levantadas são do tipo Linha, e não do tipo Ponto.Linha, e não do tipo Ponto.

►►É útil no levantamento preciso de Estradas, É útil no levantamento preciso de Estradas, Cursos dCursos d´́Água etc.Água etc.


Método DGPSMétodo DGPS►►O DGPS O DGPS (Diferencial GPS) (Diferencial GPS) é um método é um método

relativo em temporelativo em tempo--real, onde um receptor real, onde um receptor dotado de um dotado de um linklink de rádio permanece de rádio permanece instalado em um ponto de coordenadas instalado em um ponto de coordenadas conhecidas (base);conhecidas (base);

►►Outro receptor, também dotado do Outro receptor, também dotado do link link de de rádio, ocupa as estações cujas coordenadas rádio, ocupa as estações cujas coordenadas desejadeseja--se determinar e recebe da base, em se determinar e recebe da base, em tempo real, as correções diferenciais, tempo real, as correções diferenciais, baseadas na observável baseadas na observável pseudodistância.pseudodistância.




Método DGPSMétodo DGPS►►Dessa forma, é possível obter, com precisão Dessa forma, é possível obter, com precisão

de 1 a 5 metros, as coordenadas dos pontos de 1 a 5 metros, as coordenadas dos pontos no momento da ocupaçãono momento da ocupação

►►A distância entre a base e o A distância entre a base e o roverrover pode pode chegar, de maneira ideal, a 200 kmchegar, de maneira ideal, a 200 km


Método WADGPSMétodo WADGPS►►Significa Significa WideWide AreaArea DGPS, DGPS, e foi desenvolvido e foi desenvolvido

de forma a evitar um grande número de de forma a evitar um grande número de estações para correções diferenciaisestações para correções diferenciais

►►Utiliza satélites de comunicação para envio Utiliza satélites de comunicação para envio das correções diferenciais, ampliando a área das correções diferenciais, ampliando a área de abrangência.de abrangência.

►►Os dados são contratados por períodos Os dados são contratados por períodos determinados (6 meses, 1 ano etc.)determinados (6 meses, 1 ano etc.)

►►Ex.: OMNISTAR, Ex.: OMNISTAR, RacalRacal, , LandStarLandStar..




DGPS HP DGPS HP -- High PrecisionHigh Precision►►A OMNISTAR disponibiliza, para algumas regiões A OMNISTAR disponibiliza, para algumas regiões

do mundo, um serviço de correção diferencial em do mundo, um serviço de correção diferencial em tempo real com tempo real com acuráciaacurácia em torno de 10 cm em torno de 10 cm (Confiabilidade = 98%).(Confiabilidade = 98%).

►►Esse serviço exige um receptor de dupla Esse serviço exige um receptor de dupla frequênciafrequência (L1/L2), compatível com o padrão (L1/L2), compatível com o padrão OmnistarOmnistar. Por enquanto, apenas o modelo . Por enquanto, apenas o modelo ProPro--PakPak, para Topografia/GIS, da , para Topografia/GIS, da NovatelNovatel(comercializado pela (comercializado pela SokkiaSokkia), aceita este padrão.), aceita este padrão.

►►No Brasil, apenas a faixa costeira já é atendida No Brasil, apenas a faixa costeira já é atendida pela empresa.pela empresa.


Método RTKMétodo RTK►► O método RTK (O método RTK (RealReal--TimeTime--KinematicKinematic)) é equivalente é equivalente

ao método DGPS, com as seguintes diferenças:ao método DGPS, com as seguintes diferenças: A observável utilizada é a Fase da Onda A observável utilizada é a Fase da Onda

PortadoraPortadora A precisão fica na faixa de poucos centímetrosA precisão fica na faixa de poucos centímetros O comprimento da linhaO comprimento da linha--base deve ser menor do base deve ser menor do

que 5 km. Dependendo da potência do link de que 5 km. Dependendo da potência do link de rádio (35W/1W) e das condições topográficas do rádio (35W/1W) e das condições topográficas do local, esse valor tanto pode chegar a 20 km local, esse valor tanto pode chegar a 20 km como, também, não alcançar 3 km.como, também, não alcançar 3 km.




Método RTKMétodo RTK

CAP. 6-PLANEJAMENTO, COLETA E PROCESSAMENTO

GPS





PlanejamentoPlanejamento►►RBMC, RIBAC: Verificar disponibilidade de RBMC, RIBAC: Verificar disponibilidade de

Rede Ativas que atendam a região dos Rede Ativas que atendam a região dos pontos a serem levantadospontos a serem levantados

►►Obstruções: Verificar existência, se podem Obstruções: Verificar existência, se podem ser removidos ou cadastráser removidos ou cadastrá--laslas

►►Obter Almanaque GPS e realizar Obter Almanaque GPS e realizar Planejamento da Missão: dias e horários mais Planejamento da Missão: dias e horários mais adequados (melhores adequados (melhores PDOP’sPDOP’s).).

►►Almanaque atual disponível em Almanaque atual disponível em http://navcen.uscg.gov/?Do=http://navcen.uscg.gov/?Do=gpsArchivesgpsArchives


PlanejamentoPlanejamento

►►Precisão e Método: Definir a precisão requerida Precisão e Método: Definir a precisão requerida e o método adequado para e o método adequado para atingíatingí--lala

►►Equipamentos: Verificar especificação dos Equipamentos: Verificar especificação dos receptores necessária para realização completa receptores necessária para realização completa do serviço:do serviço: Sinais processados: L1, L1/L2Sinais processados: L1, L1/L2 Memória: Capacidade/DescarregamentoMemória: Capacidade/Descarregamento Bateria: Autonomia/RecargaBateria: Autonomia/Recarga Coletor de DadosColetor de Dados





►►Marcos: Pesquisar marcos geodésicos Marcos: Pesquisar marcos geodésicos próximos e/ou de fácil acessopróximos e/ou de fácil acesso

►►Determinar distância entre base e pontos Determinar distância entre base e pontos remotos e tempo mínimo de coletaremotos e tempo mínimo de coleta

►►Obter coordenadas precisas e recémObter coordenadas precisas e recém--ajustadas do Marco Geodésico de Partidaajustadas do Marco Geodésico de Partida






Coleta de DadosColeta de Dados

►►Configurar Taxa de Gravação (10, 15, Configurar Taxa de Gravação (10, 15, 20s), Máscara de Elevação (1020s), Máscara de Elevação (10oo, 15, 15oo), ), Tempo de ColetaTempo de Coleta

►►Definir estratégias de levantamento: Definir estratégias de levantamento: Estático+Cinemático, Cinemático+Levto. Estático+Cinemático, Cinemático+Levto. TopográficoTopográfico

►►Anotar altura das antenas, elaborar Anotar altura das antenas, elaborar croquiscroquis


Processamento dos DadosProcessamento dos Dados

►►Cuidar da correta conversão de Cuidar da correta conversão de datunsdatuns (SAD(SAD--69 69 SIRGASSIRGAS) e coordenadas (LATLONG ) e coordenadas (LATLONG UTM). Observar parâmetros oficiais IBGEUTM). Observar parâmetros oficiais IBGE

►►Selecionar adequado algoritmo de Selecionar adequado algoritmo de processamento (L1, L1+L2 etc.)processamento (L1, L1+L2 etc.)

►►Selecionar tipo de solução da Ambigüidade: Selecionar tipo de solução da Ambigüidade: FLT (FLT (FloatingFloating) ou FIX () ou FIX (FixedFixed))

►►Verificar Erro Médio Quadrático (RMS) e a Verificar Erro Médio Quadrático (RMS) e a taxa de Confiabilidade (RATIO) do resultado.taxa de Confiabilidade (RATIO) do resultado.



CAP. 7-REFERÊNCIAS



Bibliografia IndicadaBibliografia Indicada

1.1. Gemael, Camil & Andrade, J. Bittencourt. Gemael, Camil & Andrade, J. Bittencourt. Geodésia CelesteGeodésia Celeste, Editora, Editora UFPR.UFPR.

2.2. Leick, Alfred. Leick, Alfred. GPS Satellite SurveyingGPS Satellite Surveying, , Wiley InterscienceWiley Interscience

3.3. Monico, João Francisco Galera. Monico, João Francisco Galera. Posicionamento pelo GNSSPosicionamento pelo GNSS, , ed. Unesp.ed. Unesp.

4.4. Seeber, Günter. Seeber, Günter. Satellite GeodesySatellite Geodesy, Walter , Walter de Gruyter.de Gruyter.

5.5. Segantine, Paulo César. Segantine, Paulo César. GPS GPS –– Sistema de Sistema de Posicionamento GlobalPosicionamento Global, EESC, EESC--USP.USP.




Revistas EspecializadasRevistas Especializadas

►GPS World: www.gpsworld.com►InfoGNSS: www.mundogeo.com.br►Inside GNSS: www.insidegnss.com►Professional Surveyor: www.profsurv.com


InternetInternet► IBGE: www.ibge.gov.br

► INCRA www.incra.gov.br

► IGS (efemérides precisas) http://igscb.jpl.nasa.gov/

► RINEX http://gps.wva.net/html.common/rinex.html

► Prof. Valdeir F. de Paula: http://gandalf.cefetgo.br/~valdeir/

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE GOIÁS

COORDENAÇÃO DA ÁREA DE GEOMÁTICA DISCIPLINA: GEODÉSIA II

PROF. VALDEIR F. DE PAULA

LISTA DE EXERCÍCIOS I

Atenção: As respostas devem ser manuscritas, respondidas em ordem crescente, e devem ser

entregues no momento da primeira avaliação !

1) O que é Posicionamento Geodésico?

2) O que significam as siglas GPS e GNSS ?

3) Descreva e explique o princípio básico de posicionamento pelo GPS.

4) Descreva 5 aplicações do posicionamento por satélites.

5) Explique porque são necessários 4 satélites para a realização de um posicionamento pelo GPS.

6) Apresente as características principais do segmento espacial: Número de satélites, planos órbitas,

altitude, período e inclinação em relação ao equador.

7) Pesquise e apresente os diferentes tipos de órbitas dos satélites artificiais.

8) Pesquise e apresente os parâmetros que caracterizam o Sistema de Referência WGS-84.

9) Descreva as características das ondas portadoras emitidas pelos satélites GPS do Bloco IIF.

10) Descreva as características dos códigos enviados pelos satélites GPS do Bloco IIF.

11) Descreva a finalidade das mensagens de navegação e qual o seu conteúdo.

12) Descreva as principais tarefas dos segmentos de controle do GPS.

13) Apresente os principais componentes de um receptor GPS e suas finalidades.

14) Cite as principais características dos seguintes tipos de receptores:

a. Receptores de Navegação

b. Receptores de Mapeamento/SIG

c. Receptores Geodésicos de Base Curta

d. Receptores Geodésicos de Base Longa

15) Explique o que é o S. A, o S.D e o A. S.

16) Explique o que é a técnica de correlação do código e como ela funciona.

17) Identifique o dia da semana, a hora, os minutos e os segundos correspondentes ao instante GPS

(Time of Week) 406879.

18) Qual o número da semana GPS correspondente aos dias 26/05/2010 e 01/03/2010 ?

19) Descreva os sistemas de posicionamento GLONASS, GALILEO e COMPASS.

20) Explique o que são os Sistemas de Aumentação (Augmentation Systems)

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CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE GOIÁS COORDENAÇÃO DA ÁREA DE GEOMÁTICA

DISCIPLINA: GEODÉSIA II PROF. VALDEIR F. DE PAULA

LISTA DE EXERCÍCIOS 2

Atenção: As respostas devem ser manuscritas, respondidas em ordem crescente, e devem ser

entregues no momento da segunda avaliação !

1- Explique o que são as efemérides dos satélites.

2- Explique o que são as efemérides transmitidas e como elas são obtidas.

3- Qual a precisão atual das efemérides transmitidas ?

4- O que são as efemérides precisas ?

5- Quais os centros de pesquisa disponibilizam efemérides precisas ? Quais são seus endereços na

internet ?

6- Com relação às efemérides IGS finais, rápidas e ultra-rápidas, explique quais são suas precisões e

tempo de disponibilidade.

7- Identifique o dia, o mês, o ano e o dia da semana correspondente ao seguinte arquivo de efeméride

precisa: IGS15482.SP3

8- Explique em quais situações é importante o uso das efemérides precisas ?

9- O que é o RINEX e qual a sua importância em um posicionamento GPS ?

10- Explique o que é a pseudodistância.

11- Explique o que é a fase da onda portadora.

12- Explique o que é a ambigüidade.

13- Explique o que são os erros sistemáticos, aleatórios e grosseiros e exemplifique cada um.

14- Discorra sobre cada um dos erros a seguir e explique como eles podem ser evitados, reduzidos e/ou

eliminados:

a- erro orbital

b- erro da refração troposférica

c- erro da refração ionosférica

d- erro do multicaminhamento

e- erro da perda de ciclos

f- erro do centro de fase da antena

g- erro das coordenadas da estação

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COORDENAÇÃO DA ÁREA DE GEOMÁTICA DISCIPLINA: GEODÉSIA II

PROF. VALDEIR F. DE PAULA

LISTA DE EXERCÍCIOS 3

1) Como é realizado um posicionamento relativo Estático e em que situações ele é mais indicado. 2) Como é realizado um posicionamento relativo Estático Rápido e em que situações ele é mais indicado. 3) Como é realizado um posicionamento relativo Cinemático Contínuo e em que situações ele é mais indicado. 4) Como é realizado um posicionamento relativo Cinemático Stop and Go e em que situações ele é mais indicado. 5) Justifique o motivo de o posicionamento pelo método Estático exigir um longo tempo de permanência no ponto

enquanto o método Cinemático Stop and Go oferecer boa precisão com pouco tempo de ocupação. 6) Dentre os métodos Estático, Estático-Rápido, Cinemático Contínuo e Stop-and-Go, quais podem ser utilizados em

atividades de Georreferenciamento de Imóveis Rurais ? Justifique sua resposta. 7) Como é realizado um posicionamento relativo DGPS, qual a precisão fornecida e em que situações ele é mais

indicado. 8) Como é realizado um posicionamento relativo RTK, qual a precisão fornecida e em que situações ele é mais indicado. 9) Como é realizado um posicionamento relativo WADGPS, qual a precisão fornecida e em que situações ele é mais

indicado. 10) Como é realizado um posicionamento relativo DGPS-HP, qual a precisão fornecida e quais as principais restrições na

sua utilização. 11) Explique o que é um posicionamento pós-processado e o que é um posicionamento em tempo real. Dê exemplos dos

dois tipos. 12) Explique o que é Solução Fixa e o que é Solução Flutuante do processamento GPS. 13) Explique o que é a Solução Livre de Ionosfera (chamada, em inglês, de Iono Free Solution). 14) Quais as principais causas para a obtenção de Solução Flutuante para um posicionamento utilizando apenas a

freqüência L1 em linha de base curta ? 15) A Solução Fixa é sempre melhor do que a Solução Flutuante ? Justifique. 16) Explique detalhadamente o que é a RBMC e a RBMC-IP. 17) Empregando a RBMC, quantos receptores devem ser disponibilizados pelo profissional para a implantação de um

marco de apoio imediato ? Que tipo de receptor deve ser empregado: monofrequência ou dupla freqüência ? Justifique suas respostas.

18) Quais as características dos receptores empregados na RBMC e qual a sua taxa de gravação ? 19) Explique em qual endereço na Internet podem ser obtidas informações sobre as coordenadas geodésicas de um

determinado marco na Rede Geodésica Planimétrica Brasileira ? Descreva todo o caminho a ser percorrido até a obtenção dessas informações.

20) Explique em que situações é importante a realização de um Planejamento de Missão e como ele é realizado. 21) Justifique o motivo de um receptor de monofrequência não poder ser utilizado, com bom desempenho, no

posicionamento de bases longas. 22) Explique o que é o HDOP, VDOP, PDOP, TDOP e GDOP e como o PDOP pode ajudar na execução de

posicionamentos geodésicos. 23) Explique o que é Máscara de Elevação (Cut-off Angle).

Apostila GPS-Geodésia II-Prof. Valdeir-IFG-2011-V1

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