Os estudos iniciais para desenvolvimento
do sistema GPS datam de 1973. Concebido inicialmente
para contornar as limitações existentes no sistema
TRANSIT, principalmente aquelas relativas à navegação, o
GPS foi projetado de forma que em qualquer lugar do
mundo e a qualquer momento existam pelo menos quatro
satélites acima do plano do horizonte do observador.
Esta situação garante a condição geométrica mínima
necessária à navegação em tempo real com o sistema.
Posteriormente, cientistas e pesquisadores no mundo
começaram a descobrir e explorar as potencialidades do
sistema, não só aquelas destinadas à navegação. Com
isto, surgiram as aplicações na área da geodésia,
geodinâmica, cartografia, etc., atingindo níveis de
precisão inalcançáveis com os métodos clássicos
utilizados até então, para surpresa dos próprios
idealizadores do sistema.
O sistema, também chamado de NAVSTAR (NAVigation
Satellite Time And Ranging) GPS devido às suas
aplicações originais de navegação, subdivide-se em tês
segmentos: espacial, de controle e do usuário.
O segmento espacial é composto pela
constelação de satélites. São 21 satélites em operação,
com mais três de reserva (total 24), orbitando a uma
altitude de 20.000km aproximadamente, em 6 planos
orbitais com inclinação de 55º, com um período de
revolução de 12 horas siderais, o que acarreta que a
configuração dos satélites se repete 4 minutos mais cedo
diariamente em um mesmo local.
A função do segmento espacial é gerar e
transmitir os sinais GPS (códigos, portadoras e
mensagens de navegação). Estes sinais são derivados da
frequência fundamental fo de 10,23 Mhz, apresentando a
seguinte estrutura:
Ondas Portadoras: L1 = 154*fo = 1575,42Mhz
L2 = 120*fo = 1227,60Mhz
Modulados em fase com as portadoras, os
códigos são sequências de +1 e -1 (Pseudo Random Noise
codes - PRN codes), emitidos a frequências de:
Código C/A: fo/10 = 1,023Mhz
Código P: fo = 10,23Mhz
O código C/A (coarse / Acquisition
code) se repete a cada 1 milisegundo, enquanto o P (Precision
code) a cada 267 dias. Este período de 267 dias é
subdividido em segmentos de 7 dias, sendo atribuída a
cada satélite a sequência de código para um segmento.
Isto dá origem ao sistema de identificação dos satélites
que utiliza o número do segmento do código PRN. Outro
sistema de identificação consiste no número sequencial
de lançamento. Por exemplo, o número sequencial de
lançamento do PRN 02 é NAVSTAR 13.
Além destes, ainda existe o código Y,
similar ao P, sendo gerado, entretanto, a partir de uma
equação secreta (anti-spoofing). No futuro,
poderá ser permanentemente implementado no lugar do P, a
fim de que o acesso à correspondente qualidade dos
resultados da navegação em tempo real seja restrito aos
usuários militares americanos e seus aliados.
A portadora L1 é modulada com os códigos
C/A e P (ou Y), enquanto a L2 apenas com o P(ou Y).
Ambas as portadoras carregam a mensagem de navegação,
que consiste em uma sequência de dados transmitidos a
50bps (bits por segundo) destinados a informar aos
usuários sobre a saúde e posição dos satélites
(efemérides transmitidas). Estas efemérides nem sempre
satisfazem às necessidades de todos os usuários (por
exemplo, em estudos de geodinâmica), o que tem levado
diversos grupos a implantar redes de monitoramento
contínuo dos satélites GPS com vistas ao cálculo de
efemérides precisas. Como exemplo, podemos citar: O
U. S. Naval Surface Weapons Center (NSWC), que
utiliza 4 estações da Defense Mapping (DMA),
adicionais às do semento de controle, para o
processamento; o U. S. National Geodetic Survey (USNGS),
que administra a rede CIGNET (Cooperative
International GPS Network), com estações
distribuídas pelo mundo (o acesso às efemérides pode se
dar através do U. S. Coast Guard GPS Information
Center - GPSIC - buletin board service); a
Associação Internacional de Geodésia (International
Association of Geodesy - IAG), coordenadora do
International GPS Geodynamics Service (IGS), que é
um serviço internacional do qual participam instituições
de todo o mundo na qualidade de estação de observação,
centro de dados, centro de processamento ou bureau
central. O Brasil participa com a implantação de
estações fiduciais de observação em Brasília e Curitiba,
cujos dados observados são retransmitidos
eletrônicamente para um centro global da rede, situado
no Crustal Dynamics Data Center (CDDIS), da NASA.
O serviço IGS proporcionará inúmeros produtos,
dentre os quais efemérides precisas. A participação
brasileira com as estacões mencionadas garante a
qualidade das efemérides em levantamentos executados em
território nacional; e , finalmente, o IBGE, além da
participação no serviço IGS, está desenvolvendo a
Rede Brasiliera de Monitoramento Contínuo do sistema
GPS (RBMC) que, a partir da interseção com estações
da rede IGS, propicia uma estrutura geodésica de
controle altamente precisa, permitindo a aplicação da
técnica de integração e relaxação orbital em
posicionamentos onde busca-se precisões iguais ou
melhores que 0,1 partes por milhão (ppm). Acrescenta-se
que, pela filosofia de desenvolvimento da RBMC,
os usuários precisam apenas de um equipamento
para execução de levantamentos geodésicos.
O sistema geodésico adotado para
referência tanto das efemérides transmitidas quanto das
precisas é o World Geodetic System de 1984 (WGS-84).
Isto acarreta que os resultados dos posicionamentos
realizados com o GPS referem-se a este sistema
geodésico, devendo ser transformado para SAD-69,
adotado no Brasil, através da aplicação da metodologia
estabelecida na Resolução do Presidente do IBGE nº 23 de
21 de fevereiro de 1989. Ressalta-se que o GPS fornece
resultados de altitude elipsoidal, o que torna
obrigatório o emprego do Mapa Geoidal do Brasil,
publicado pelo IBGE, para a obtenção de altitudes
referenciadas ao geóide (nível médio dos mares).
Os receptores, de uma forma geral, podem
ser classificados segundo as aplicações a que se
destinam. E como as aplicações estão intimamente ligadas
ao tipo de sinal GPS utilizado, os tipos de receptores
diferenciam-se segundo a(s) componente(s) do sinal que
é(são) rastreada(s). Basicamente, existem aqueles que se
destinam às aplicações de posicionamentoem tempo real
(navegação), caracterizando-se pela observação do(s)
códigos(s) C/A (e P); e os que são ultilizados em
aplicações estáticas, que observam principalmente a fase
da(s) portadora(s) L1 (e L2). Naturalmente, são muitas
as alternativas existentes no marcado em relação aos
tipos de equipamento disponíveis e em desenvolvimento. E
esta situação ainda está longe de alcançar uma
estabilidade, de forma que a descrição detalhada de
todas as opções mostra-se inadequada. Entretanto cabe
destacar apenas algumas características dos equipamentos
atuais para fins geodésicos, uma vez que a proliferação
entre instituições nacionais públicas e privadas já é
significativa. Estes equipamentos, que buscam em última
instância tornar disponíveis aos usuários as observações
da fase da onda portadora, rastreiam também, pelo menos,
o código C/A. Como L1 é modulada com os códigos, a
disponibilidade do C/A permite a recuperação de L1. No
caso de determinações onde se busca altas precisões ou
localizadas em zonas de forte atividade ionosférica, o
equipamento também deve rastrear L2. Mas como L2 é
modulada apenas com o código P, a sua recuperação é
implementada nos receptores de duas formas: a primeira
delas, através da geração de uma réplica do código P no
recpetor, já que este código está disponível atualmente;
a outra técnica consiste na quadratura da onda (squaring),
uma vez ser o código uma sequência de +1 e -1. O
primeiro método apresenta vantagens quanto à qualidade
da onda resultante, enquanto que o segundo dispensa o
conhecimento do código, o que pode vir a ser uma
vantagem quando o sistema estiver totalmente operacional
e houver a implementação do código Y. A utilização do
código P, ainda, pode ser vantajosa em situações de
baixa qualidade das observações por ocorrência de
frequentes perdas de sinal (cycle slips).
Em função dos avanços mais recentes da
tecnologia, os equipamentos de última geração já
conseguem, segundo os fabricantes, observar os códigos
em L1 e L2, mesmo em períodos de criptografia do código
P. As soluções baseiam-se no fato de que o código
preciso, apesar de secreto, é o mesmo nas duas
frequências portadoras, dando origem ao que é denominado
de correlação cruzada (cross-correlation) dos códigos
precisos.
O sistema GPS fornece dois tipos de
observação diretamente associados à compontente do sinal
rastreado: pseudo-distâncias, obtidas a partir da
observação dos códigos, e fases das portadoras.
A observação dos códigos propicia a
medida do tempo de propagação do sinal entre um
determinado satélite e o receptor, que multiplicado pela
velocidade da onda eletromagnética ocasiona o
conhecimento da distância percorrida pelo sinal.
Portanto, a observação de pelo menos 3 satélites
proporciona a situação geomética mínima para a
determinação isolada das coordenadas do centro elétrico
da antena do receptor. Como os receptores apresentam
osciladores não tão estáveis como os dos satélites,
inclui-se na modelagem matemática da solução do problema
uma incógnita a mais correspondente à correção associada
do relógio do receptor, o que eleva para 4 o número
mínimo de satélites necessários à determinação e
denomina-se pseudo-distância a observação
correspondente. As aplicações que utilizam este tipo de
observação são aquelas que buscam primordialmente o
posicionamentoem tempo real (navegação). Pela geometria
do problema, um fator que se reveste da maior
importância no tocante à propagação de erros, e
consequentemente à qualidade das determinações, é a
disposição geométrica dos satélites. Denomina-se DOP
(Dilution Of Precision) os fatores que descrevem
este efeito. Matematicamente, estes fatores são função
dos elementos da diagonal da matiz variância-covariância
dos parâmetros ajustados, podendo ser calculados
previamente a partir do conhecimento das coordenadas
aproximadas da localidade e das órbitas preditas dos
satélites. Os tipos de fatores são: HDOP (efeito
da geometria dos satélites nas coordenadas planimétricas),
VDOP (idem, para altitude), PDOP (idem,
para posição tridimensional), TDOP (idem, para
tempo) e GDOP (idem, para posição e tempo).Quanto
maior os valores numéricos dos fatores, pior a qualidade
da determinação correspondente, ou seja, maior a
influência dos erros de observação nos resultados do
posicionamento. Geometricamente, demonstra-se que o
GDOP é inversamente
proporcional ao volume do tetraedro formado pelos 4
raios vetores unitários definidos pelo receptor e os
satélites.
As observações das fases das ondas
portadoras, analogamente àquelas obtidas a partir dos
códigos, também fornecem indiretamente a medida da
distância receptor-satélite. Entretanto, neste caso
específico, como o que se mede é a diferença de fase
entre o sinal que chega do satélite e o gerado pelo
oscilador do receptor, existe uma incógnita adicional na
observação da distância, denominada ambiguidade,
que é o número inteiro de ciclos que a onda levou para
chegar ao receptor no início do período de rastreamento.
Por este motivo, estas observações normalmente não são
utilizadas em tempo real, sendo aplicadas para
posicionamentos estáticos. Devido ao fato de que a
observação representa uma fração da fase da portadora, o
termo interferometria é usado frequentemente para
descrever as técnicas correspondentes.
Um conceito extremamente importante
relacionado às técnicas de levantamento com o sistema
GPS é o de posicionamento relativo. Tanto as
observações de código quanto as de fase das portadoras
podem ser tratadas a partir de pelo menos duas estações
observadoras simultâneas dos mesmos satélites. Esta
consideração proporciona a minimização, ou até
mesmo o cancelamento, dos efeitos de alguns erros
sistemáticos que incidem de forma semelhante em ambas as
estações (erros das órbitas dos satélites, refração
troposférica e ionosférica, etc). No caso dos códigos, a
técnica associada denomina-se DGPS (Differential GPS),
sendo largamente empregada em navegação. No caso de fase
da portadora, as observações são combinadas linearmente,
dando origem às seguintes observações derivadas: simples
diferença de fase, quando diferencia-se as observações
de fase de duas estações para o mesmo satélite; dupla
diferença de fase, quando diferencia-se as diferenças
simples para dois satélites; e tripla diferença de fase,
quando diferencia-se a dupla diferença no tempo. O
objetivo da combinação linear das observações é o
cancelamento de incógnitas no ajustamento, a saber:
Simples diferença: cancelam-se os erros
dos relógios dos satélites;
Dupla diferença: cancelam-se os erros dos
relógios dos satélites e dos receptores.
Tripla diferença: cancelam-se os erros
dos relógios dos satélites, dos receptores e as
ambiguidades
Das combinações acima, a mais empregada é
a dupla diferença de fase, por corresponder ao modelo
matemático que fornece a melhor rigidez geomética para a
solução. A tripla diferença, por não conter parâmetros
associados às ambiguidades, é utilizada às vezes em
determinações relativas de longas linhas de base
(>100km), quando a qualidade dos resultados das duplas
diferenças não se mostra satisfatória.
As observações de fase das portadoras
podem, evidentemente, ser utilizadas para a determinação
de posições isoladas. Entretanto, devido aos excelentes
resultados que são obtidos com o posicionamento
relativo, não foram desenvolvidas técnicas necessárias a
esta aplicação. Por outro lado, as aplicações relativas
tem sido empregadas e otimizadas. Atualmente,
destacam-se as seguintes técnicas de posicionamento:
Posicionamento Estático:
2 ou mais receptores fixos observam os mesmos satélites
durante uma hora ou mais, sendo determinadas as
componentes do(s) raio(s) vetor(es) definido(s) pelas
estações com uma precisão de 1 a 2 partes por milhão (ppm);
Posicionamento Cinemático Contínuo e
Semi-cinemático (stop-and-go):
um receptor é mantido fixo enquanto outro(s) é(são)
movel(is); no caso do Semi-cinemático o tempo de
ocupação nas estações móveis é reduzido a alguns minutos
(no mínimo 2 segundos, ou seja, o suficiente para serem
realizadas observações em duas épocas distintas); a(s)
antena(s) móvel(is) retorna(m) à posição inicial;
necessidade de se definir as ambiguidades no início do
processo, através do rastreio de uma base conhecida, ou
do rastreio de uma linha de base segundo a técnica do
posicionamento estático ou ainda através do procedimento
de troca de antena (swap); os sinais devem ser
continuamente rastreados, evitando-se obstruções no
percurso, a fim de que os valores determinados para as
ambiguidades permaneçam válidos durante o levantamento;
Posicionamento Pseudo-cinemático ou
Pseudo-estático:
um receptor é mantido fixo enquanto outro(s)
itinerante(s) ocupa(m) a(s) mesma(s) estação(ões) mais
de uma vez (2 ou 3), durante períodos de tempo de alguns
minutos (2 segundos, no mínimo, para serem observadas
duas épocas distintas), separados por pelo menos uma
hora; não é necessário manter-se o rastreio durante o
deslocamento do(s) receptor(es) intinerante(s),
podendo-se inclusive desligá-lo(s).
Posicionamento Estático-Rápido (Fast
Static):
Corresponde ao Pseudo-cinemático (pseudo-estático) sem a
necessidade de ocupação da(s) estação(ões) itinerante(s)
mais de uma vez. Esta técnica utiliza-se simultaneamente
os 4 tipos de observações proporcionadas pelo sistema:
fases das portadoras e códigos em L1 e L2.
As técnicas de posicionamento relativo
revestem-se de grande importância quando considera-se a
implementação da degradação da qualidade proporcionada
pelo sitema. Devido ao fato do GPS ter sido desenvolvido
principalmente por razões militares, o Departamento de
Defesa dos EUA projetou as seguintes técnicas:
Disponibilidade Seletiva (Selective
Availability - SA): técnica de degradação deliberada
da estabilidade dos relógios dos satélites e da mensagem
por eles transmitida; já implementada nos satélites do
Bloco II;
Anti-spoofing
(AS): técnica de criptografia do código P, dando
origem ao código Y;
Considerando que o posicionamento
relativo minimiza erros sistemáticos associados aos
relógios dos satélites e às efemérides, espera-se que,
para estas aplicações, a implementação da AS não
constitua maiores problemas, no caso da separação das
estações não ser muito grande (<100km). Tratando-se da
técnica de AS, a maioria dos receptores utiliza o
código C/A ou possuem alternativas implementadas para o
caso do código P ser criptografado. Portanto, a
degradação dos sinais representa um problema apenas para
os usuários que buscam o posicionamento isolado, o que
prejudica a maioria das aplicações tradicionais em tempo
real. Os serviços proporcionados pelo GPS são
subdivididos em dois tipos, de acordo com o acesso do
usuário às informações:
Serviço de Posicionamento Preciso (Precise
Positioning Service - PPS): os usuários deste
serviço tem acesso aos dados dos relógios dos satélites
não adulterados, às correções às efemérides transmitidas
e ao código descriptografado; são os militares
americanos, os aliados e os amigos privilegiados;
Serviço de Posicionamento Padrão (Standard
Positioning Service - SPG): os usuários deste
serviço acessam os dados GPS como são transmitidos, com
todos os tipos de degradação e criptografia; é a
comunidade civil, de uma forma geral.
Recomendações para posicionamento
geodésico diferencial com GPS
Receptores e Antenas
Considerando que a precisão geodésica só
é alcançada com o posicionamento relativo, pelo menos
dois receptores devem ser utilizados em qualquer
projeto. Entretanto, devido às vantagens decorrentes do
uso de um número maior de receptores (aumento da
produção, conexão múltipla a estações adjacentes,
repetição de linhas de base e maior rigidez geométrica),
o emprego de um mínimo de 4 receptores otimiza a relação
custo/benefício.
Receptores de diferentes modelos ou
fabricantes podem ser usados em um mesmo projeto.
Entretanto, deve-se garantir a simultaneidade das
observações através da seleção de intevalos de tempo
apropriados entre épocas medidas (taxa de observação).
Além disto, os fabricantes devem suprir rotinas de
conversão dos diferentes formatos de arquivos de
observação gravados pelos diferentes receptores para um
formato único, de forma a ser possível a formação das
duplas diferenças de fase em um processamento
simultâneo. Recomenda-se a adoção do formato
RINEX2 (Receiver Independet Exchange Format
Version 2) como formato único.
Apesar de ser admissível o uso de
diferentes receptores em um mesmo projeto, ressalta-se
que cada tipo de antena possui sua própria definição do
centro da fase, que varia, inclusive, com a direção do
satélite que está sendo rastreado. Recomenda-se,
portanto, o uso do mesmo tipo de antena para todos os
receptores, de forma que sejam minimizados os erros
sistemáticos provenientes de diferentes definições de
centros de fase. Além disto, idealmente deve ser
selecionado o tipo de antena que apresente a menor
sensibilidade aos efeitos de multicaminhamento da onda (multipath)
e a menor variação do centro de fase.
Receptores de uma e duas frequências
Para levantamentos onde se busca uma
maior precisão em longas linhas de base ou em áreas de
forte atividade ionosférica, recomenda-se o uso de
receptores de duas frequências (L1 e L2). Os distúrbios
na ionosfera podem causar a perda do sinal, ocasionando
aparentemente dados com ruídos. Os ruídos podem ter a
dimensão de um ciclo ou mais, tornando impossível
distinguir entre variações da ionosfera e perda de
ciclos (cycle slips). Com receptores de duas
frequências, os efeitos principais da refração
ionosférica podem potencialmente ser corrigidos, sendo
que os que recuperam L2 (e até L1) a partir da geração
de uma réplica do código P apresentam maiores condições
de correção de perda de ciclos em circunstâncias
adversas.
O comportamento da ionosfera é função de
muitas variáveis interrelacionadas incluindo o ciclo
solar, época do ano, hora do dia, localização geográfica
e atividade geomagnética. Classicamente, as zonas sob
grande perturbação ionosférica situam-se em altas
latitudes (>55º norte ou sul), que não é o caso do
território brasileiro. Entretanto, resultados obtidos na
região próxima a Curitiba levantaram suspeitas sobre as
influências da Anomalia Geomagnética do Atlântico Sul (SAGA)
no comportamento da ionosfera, fato que vem sendo
pesquisado. Caso sejam confirmadas as suspeitas,
levantamentos no sudeste do Paraná e Santa Catarina
devem ser realizados com equipamentos de duas
frequências.
No caso da utilização de equipamentos de
uma frequência, sempre devem ser tomadas precauções
adicionais, tais como: aumento do número de
repetições de linhas base, períodos contínuos de
observação (sessão) mais longos e conexões adicionais
entre estações, de forma que seja garantido que os
efeitos sistemáticos oriundos da falta de correção da
refração ionosférica não prejudiquem a qualidade do
levantamento. Quando possível, a realização da sessão
de observação durante a noite pode vir a ser um
fator favorável no caso do emprego deste tipo de
equipamento.
Reconhecimento
Seleção dos locais das estações
As observações GPS requerem a
intervisibilidade entra a estação e os satélites. Uma
vez que os sinais transmitidos podem ser absorvidos,
refletidos ou refratados por objetos próximos à antena
ou entre a antena e o satélite, recomenda-se que o
horizonte em torno da antena esteja desobstruído acima
de 15°. No caso da impossibilidade de atendimento desta
condição, um gráfico polar da distribuição dos satélites
para a localidade em questão é uma ferramenta muito útil
para avaliação da influência da obstrução na trajetória
dos satélites.
Deve-se evitar locais próximos a estações
de transmissão de microondas, radar, antenas
rádio-repetidoreas e linhas de transmissão de alta
voltagem por representarem fontes de interferência para
os sinais GPS.
Multicaminhamento (multipath) é o
efeito de retardo do sinal causado pela sua reflexão em
objetos metálicos ou outras superfícies refletoras. A
fim de minimizar este problema, a área situada a 50
metros da estação deve estar livre de estruturas
artificiais, particularmente paredes metálicas, cercas
ou superfícies naturais. Algumas vezes, um longo perído
de rastreamento pode reduzir os efeitos do
multicaminhamento e esta condição deve ser considerada
sempre que a proximidade de superfícies refletoras for
inevitável, como em áreas urbanas.
O acesso deve ser considerado na seleção
de uma nova estação. Idealmente, o marco deve estar
acessivel a menos de 30 metros dos meios de transporte.
Para levantamentos semi-cinemáticos ou
pseudo-cinemáticos, esta condição reveste-se da mais
alta importância.
Considerando que o GPS fornece resultados
de alta qualidade para posicionamentos geodésicos,
deve-se garantir que o local selecionado para a estação
seja firme e estável, de forma que a determinação não
perca sua exatidão por conta de possíveis abalos no
marco.
No caso da necessidade de implantação de
marcos de azimute, pode-se utilizar o GPS para o seu
posicionamento.
Materialização dos marcos
O sistema GPS proporciona posições
tridimensionais. Esta característica deve estar
refletida no tipo de materialização da estação.
Considerando que as especificações para a construção e
implantação de marcos geodésicos, abordadas na Norma
de Serviço do Diretor de Geociências do IBGE nº 029/88
de 22 de setembro de 1988, contemplam estes
requisitos, recomenda-se a sua adoção.
Duração da sessão de observação
A duração ótima da sessão de observação
depende de vários fatores, tais como: precisão
requerida, geometria dos satélites, atividade
ionosférica, tipo de receptores, comprimento das linhas
de base, probabilidade de ocorrência de
multicaminhamentos da onda nos locais das estações,
método de redução dos dados, software utilizado, etc.
Considerando ser prematuro o estabelecimento de
especificações rígidas para este critério face a estes
inúmeros fatores influenciadores, recomenda-se a adoção
dos valores constantes na tabela abaixo exposta como
mínimos que proporcionam a observação de dados
suficientes para a solução das amiguidades:
|
Comprimento
da linha base |
Duração da
sessão |
|
<2km |
1 hora |
|
<50km |
2 horas |
|
<100km |
4 horas |
A experiência a ser adquirida no
exaustivo uso do sistema certamente permitirá o
detalhamento dos valores especificado na tabela acima.
Ressalta-se que o efeito do
multicaminhamento da onda (multipath) é função da
geometria da configuração dos satélites observados, que
por sua vez se modifica com o tempo. Desta forma, quanto
maior o perído de observação, maior a probabilidade de
redução dos efeitos de multicaminhamento. Naturalmente
estamos nos referindo a posicionamentos estáticos.
Taxa de observação
A escolha de taxa de observação, isto é,
o intervalo de tempo entre a gravação de observações
consecutivas, depende da técnica de posicionamento
utilizada no levantamento. A regra geral é que quanto
maior a taxa de observação, mais fácil é a detecção e
correção de perda de ciclos. Por outro lado, uma taxa
muito alta gera arquivos de observação muito grandes,
dificultando sua manipulação. De uma maneira geral, para
posicionamentos estáticos, a taxa de uma observação a
cada 15 segundos tem se mostrado adequada. Para
posicionamentos cinemáticos, uma taxa mais alta pode ser
necessária.
Observação de condições meteorológicas
A necessidade de observação de dados
meteorológicos é função dos requisitos de precisão,
comprimento das linhas de base, diferença de altitude
entre as estações e a finalidade do projeto.
Em geral, para levantamentos locais e
regionais, as observações meteorológicas não são
necessárias. Nestes casos, pequenos erros nos dados
meteorológicos (devidos, por exemplo, a instrumentos
descalibrados) podem introduzir erros sistemáticos
maiores do que aqueles que ocorreriam caso fosse
utilizada uma atmosfera padrão com um modelo de refração
troposférica como o de Saastamoinem ou
Hopfield.
Para levantamentos onde se busca
exatidões da ordem de 0,1ppm, ou com linhas de base
sistematicamente maiores que 100km ou com grandes
diferenças entre as altitudes das estações (várias
centenas de metros), pode ser necessário observar-se as
condições meteorológicas. Neste caso, devem ser tomadas
as temperaturas seca, úmida (ou umidade relativa) e
pressão atmosférica no início e fim da sessão, sempre
que houver mudança brusca das condições do tempo e pelo
menos a cada hora se a sessão for mais longa. As
temperaturas e a umidade relativa devem ser medidas a
uma altura do solo que evite o gradiente criado por
efeitos de aquecimento do solo. As temperaturas devem
ser lidas com aproximação de 0,1ºC e a umidade relativa
de 2%. A pressão atmosférica deve ser medida à altura do
centro de fase da antena com aproximação de 0,2mmHg ou
0,3mb. Recomenda-se que os instrumentos sejam aferidos
antes da campanha e comparados entre si pelo menos uma
vez por semana durante o andamento do projeto.
Processamento
A fim de que qualquer problema seja
rapidamente identificado e sejam adotadas as medidas
necessárias para sua correção, os dados observados devem
ser processados logo que possível após a sessão de
observação.
As difrenças obtidas para resultados de
linhas de base observadas mais de uma vez devem ser
comparadas tendo por base os requisitos de precisão para
o projeto.
Os sistemas de processamento de
observações GPS existentes geralmente classificam as
soluções em três tipos (os nomes podem variar):
Solução DUPLA-FIX:
resultante do processamentos de duplas diferenças de
fase onde foi possível determinar as ambiguidades como
números inteiros; normalmente esta é o tipo de solução
encontrada para linhas de base curtas (<15km),
fornecendo, neste caso, os resultados de melhor
qualidade em comparação com os outros dois tipos de
solução;
Solução DUPLA-FLOAT:
resultante do processamento de duplas diferenças de fase
onde não foi possível determinar as ambiguidades como
números inteiros; normalmente, é a solução obtida para
linhas de base médias e longas que apresentam
observações de boa qualidade;
Solução TRIPLA:
proveniente do processamento de triplas diferenças de
fase; normalmente , é a solução indicada para longas
linhas de base (>100km) que apresentam observações de
qualidade insuficientes para a obtenção da solução
DUPLA-FLOAT, devido por exemplo, a inúmeras ocorrências
de perdas de ciclos.
Fonte: http://www.spg.com.br/informacoes/normas/normas_gps.htm
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