Métodos de Posicionamento GNSS. Prof. Pedro Donizete Parzzanini
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- Gabriella Ana Carolina Ramalho Castanho
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1 Métodos de Posicionamento GNSS Prof. Pedro Donizete Parzzanini
2 GNSS Global Navigattion Satellite System Termo utilizado para a denominação de um conjunto de Sistemas de Navegação por Satélites que permitem obter coordenadas tridimensionais de pontos situados sobre a superfície da Terra. GNSS = GPS + GLONASS + GALILEO + COMPASS GPS = Sistema dos EUA - Já em operação GLONASS = Sistema Russo Já em operação GALILEO = Sistema Europeu Em implantação COMPASS = Sistema Chinês Em implantação
3 Aplicações em Geodésia e Topografia Implantação de Redes Geodésicas (apoio) Levantamentos Topográficos Planialtimétricos Locação de Pontos Georreferenciamento de Imóveis Rurais Mineração Monitoramento de Estruturas(pontes, barragens) Apoio à Levantamentos Aéreos(laser, câmera) Mapeamentos de Infra-Estrutura (energia, água, gás) GIS com precisão
4 Vantagens do GNSS em Relação à Topografia Convencional Dispensa a necessidade de intervisibilidade entre as estações. Permite realizar determinações em longas distâncias com maior precisão e menor tempo. Os trabalhos podem ser realizados a qualquer hora do dia e sob qualquer condição climática. Maior produção com equipe menor
5 O Sistema Navstar GPS Sistema de radionavegação desenvolvido pelo departamento de defesa dos EUA DOD. O sistema permite determinar a posição em três dimensões para pontos em qualquer parte do planeta, e em qualquer hora do dia, desde que se tenha um receptor de sinais GPS. Diante de suas potencialidades logo seu uso se estendeu à população civil. O GPS revolucionou os métodos de posicionamento geodésicos, substituindo as técnicas convencionais pois permite implantar redes geodésicas com maior precisão e de forma muito rápida do que os métodos tradicionais.
6 Segmento Espacial 24 Satélites 6 planos orbitais com inclinação de Satélites em cada plano Órbita muito alta Km Período orbital de 12 horas Esta configuração garante que, no mínimo, quatro satélites GPS sejam visíveis em qualquer local da superfície terrestre, a qualquer hora.
7 Características dos Sinais GPS Os sinais são derivados a partir de uma frequência gerada por um relógio atômico, f0 = MHz Banda L : L1 = 154 x 10,23 = 1575,42 MHz e 19,05 cm L2 = 120 x 10,23 = 1227,60 MHz e 24,44 cm No futuro: L5 = 115 x 10,23 = 1176,45 MHz e 25,50 cm Códigos: Código C/A = 10,23 / 10 = 1,023 Mhz 300 m (uso civil) Código P = 10,23 /1 = 10,23 Mhz 30 m(uso restrito militar) Código L2C (uso civil) Código L5C a ser lançado com a L5 O código C/A é modulado apenas sobre a L1, o P modula a L1 e L2, o L2C apenas a L2 e o L5C será modulado sobre a L5
8 Segmento de Controle As principais tarefas do segmento de controle são: Monitorar e controlar continuamente o sistema de satélites Determinar o sistema de tempo GPS Predizer as efemérides dos satélites, calcular as correções dos relógios dos satélites Atualizar periodicamente as mensagens de navegação dos satélites Estações Monitoras: Colorado Springs(MCS) Hawaii Diego Garcia Ascension Island Kwajalein
9 Segmento do Usuário O segmento de usuários está diretamente associado aos receptores GPS, os quais devem ser apropriados para os propósitos a que se destinam, como navegação, geodésia, topografia, agricultura ou outra atividade. Os receptores GPS podem ser de dois tipos: Receptores L1, assim chamados porque recebem somente o sinal da portadora L1 Receptores L1L2 que podem receber os sinais das portadoras L1 e L2 Todos os receptores GPS necessitam de antena para detectar as ondas emitidas pelos satélites
10 Receptores GPS de Navegação (L1)
11 Receptores Geodésicos L1
12 Receptores GPS L1L2
13 GLONASS Global naya Navigatsionnaya Sputnikowaya Sistema Sistema similar ao GPS, concebido para proporcionar posicionamento 3D e velocidade, bem como informações de tempo, sob quaisquer condições climáticas, em nível global. Concebido na década de 70 pela antiga URSS, atualmente é desenvolvido e operado pela Rússia. Declarado totalmente operacional no fim de 1995 com 24 satélites. Mas, em decorrência da falta de lançamento de novos satélites para substituir os mais antigos ou aqueles que apresentassem problemas, o número de satélites decresceu consideravelmente chegando ao fim de 2005 com apenas 12 satélites e em dezembro de 2007 com apenas dezoito satélites. Em 2010 haviam 19 satélites totalmente operacionais e os planos para 2011 é que se tenha a constelação completa com 30 satélites.
14 GLONASS Segmento Espacial 24 satélites 03 planos orbitais com inclinação de 64,8 08 satélites em cada plano orbital Altitude dos satélites é da ordem de km Período orbital de 11h15min.
15 Características dos Sinais GLONASS Banda L : L1 = 1597 a 1617 MHz L2 = 1240 a 1260 MHz Códigos: Código C/A = 0,511 MHz (uso civil) Código P = 5,11 MHz (uso militar) O código C/A é modulado apenas sobre a L1, o P modula a L1 e L2.
16 GLONASS Segmento de Controle O segmento de controle terrestre GLONASS é composto por: Sistema de Controle Central Localizado em Moscou Estações de Comando e Rastreio As Estações de Comando e Rastreio obtêm informações de navegação de todos os satélites GLONASS. Estas informações são enviadas para o sistema de controle central onde são processadas para determinar as órbitas e as correções dos relógios dos satélites. A informação atualizada é então enviada para as Estações de Comando e Rastreio e daí enviada para cada satélite.
17 GLONASS Segmento de Usuário Assim como no GPS o segmento de usuários está diretamente associado aos receptores dos sinais GLONASS. Atualmente, devido as deficiências do GLONASS, o que se encontra no mercado são receptores que rastreiam simultaneamente os sinais de GPS e do GLONASS.
18 GALILEO Sistema de navegação por satélite europeu que terá controle civil e interoperabilidade com o GPS e o GLONASS Sistema ainda em implantação que deverá estar totalmente operacional em Segmento Espacial: 30 satélites 03 planos orbitais com inclinação de satélites em cada plano orbital Altitude dos satélites é da ordem de km Período orbital de 14h04min.
19 Características dos Sinais GALILEO Bandas E5, E6 e L1 E5A = 1176,45 MHz E5B = 1207,14 MHz E6 = 1278,75 MHz E1 = 1575,42 As portadoras E5A e E1 compartilham respectivamente as mesmas frequências L5 e L1 do GPS.
20 GALILEO Segmento de Controle 30 estações de controle distribuídas globalmente 02 centros de controle Segmento de Usuários Assim como nos outros sistema(gps e GLONASS) o segmento de usuários está relacionado com os receptores dos sinais do Galileo. Atualmente já existem receptores capazes de receber os sinais do Galileo, como por exemplo: Javad e Novatel.
21 Serviços do Galileo Serviço de Acesso Aberto: Será o serviço básico de posicionamento, navegação e tempo a ser oferecido ao público, sem custos diretos. Serviço de Acesso Comercial: Para usuários que exigem um serviço garantido e com contrato de responsabilidade. Sobre esse serviço será cobrado uma taxa dos usuários Serviço com Segurança de Vida: Para aplicações críticas de segurança, como aviação civil, navegação marítima etc.., exigindo para tanto integridade e disponibilidade Serviço Público Regulamentado: Dedicado para aplicações de segurança nacional, como polícia, bombeiros etc.. Serviço de Busca e Resgate
22 Observáveis GNSS As observáveis GNSS que permitem a determinação das coordenadas de um ponto são: Pseudo-distância através do código Fase da portadora ou diferença de fase
23 Observáveis GNSS Pseudodistância através do código: A peseudodistância nada mais é que a distância do receptor a um satélite, calculada com base no tempo de trânsito do sinal, desde o satélite até o receptor. O tempo de trânsito ( t) é obtido mediante comparação, entre o código recebido do satélite e uma réplica deste, gerada no receptor. A defasagem entre os dois códigos (o recebido e o gerado no receptor), possibilita determinar o tempo de trânsito do sinal transmitido pelo satélite que multiplicado pela velocidade da luz, fornece a pseudodistância. D = c x t
24 Fase da Onda Portadora Observáveis GNSS Observável muito mais precisa que a pseudodistância que é utilizada na maioria das atividades geodésicas. A distância entre o satélite e o receptor é determinada através da contagem do número de ciclos existente entre o satélite e o receptor, para isso é utilizado a fase de batimento da portadora ( g - r ). Para trabalhos com a fase da onda portadora, é necessário a determinação da ambigüidade. D = x Ciclos Ciclos = Int + Fração
25 Fase da Onda Portadora Observáveis GNSS Receptores medem a parte fracional da portadora com precisão de até 1/1000 do ciclo Após determinar a parte fracional o receptor conta ciclos sucessivos (contínuos). Receptor não conhece o número inteiro de ciclos que havia entre o receptor e o satélite no instante da primeira observação. Incógnita, N, é chamada de ambiguidade inteira ou ambiguidade da fase
26 Novas Observáveis GNSS Esta etapa da modernização do GPS contempla a introdução de mais um código civil na portadora L1, um código civil na portadora L2 e uma terceira frequência civil denominada L5. O código civil na portadora L2, denominado de L2C já está em funcionamento. Comparado com o código C/A, o L2C é menos suscetível a interferências e a multicaminho. As principais vantagens da inclusão da terceira freqüência L5 estão relacionadas com a redução dos efeitos da ionosfera e a solução da ambigüidade (SANTOS, 2000; JPO, 2002).
27 Cálculo da Posição Uma medição fornece a posição sobre a superfície de uma esfera km Estamos em algum ponto sobre a esfera 4 incógnitas: Latitude Longitude Altitude Tempo São necessárias 4 equações
28 Cálculo da Posição Uma segunda medição fornece como solução a interseção entre duas esferas: uma circunferência km Interseção: cicunferência km
29 Cálculo da Posição Solução adicionando uma 3ª medição: Dois pontos A interseção de três esferas são só dois pontos Na prática 3 medições são suficientes para determinar a posição. Um dos pontos (solução) é descartado já que é uma solução impossível, no espaço.
30 Cálculo da Posição A quarta medição decidirá entre os dois pontos A 4ª medição apontará para só um dos pontos A 4ª medição permite resolver (remover) o erro do clock (tempo) do receptor
31 Coordenadas dos Satélites A determinação das coordenadas dos satélites é feita através das mensagens de navegação que são informações contidas nos satélites e que são chamadas de efemérides transmitidas. No caso do GPS o arquivo de efemérides contém os elementos orbitais necessários para o cálculo das coordenadas de cada satélite (Xs, Ys e Zs), bem como os coeficientes para a correção do relógio dos satélites. No GLONASS o arquivo contém as coordenadas cartesianas dos satélites e outros elementos orbitais. Existem dois tipos de efemérides: As transmitidas e as precisas. As efemérides transmitidas são obtidas durante o rastreio juntamente com as observáveis GNSS. As efemérides precisas ou pós-processadas são produzidas pelo IGS (International GNSS Service) com a finalidade de atender os usuários que necessitam de maior precisão. As efemérides precisas são obtidas via internet.
32 Coordenadas dos Satélites A identificação das efemérides precisas se dá da seguinte forma: XXXXXXXX.sp3 XXX Os três primeiros campos identificam o centro que produziu a efeméride(igs, NGS e etc...) XXXX Os quatro campos seguintes correspondem a semana GPS X O oitavo campo corresponde ao dia da semana, sendo Domingo igual a zero, segunda igual a 1 e assim sucessivamente. sp3 É extensão padrão do arquivo O arquivo de efemérides precisas contém as coordenadas X, Y e Z dos satélites e as correções dos relógios dos satélites.
33 Coordenadas dos Satélites O tempo GPS é representado pelo número da semana GPS, contado de 0 ate A semana 0 teve início no dia 06 de janeiro de O fim do primeiro ciclo de tempo GPS ocorreu em 22 de agosto de Os tipos de efemérides precisas do IGS são: IGU Ultra rápida, precisão de 10 cm e disponível antes do rastreio IGR Rápida, precisão de 5cm e disponível em até 48 horas após o rastreio. IGS Precisa, precisão de 5cm e disponível em mais ou menos 13 dias após o rastreio. No que diz respeito ao erro dos relógios dos satélites as efemérides IGS tem acurácia de 0,1 ns e IGR e IGU de 0,2 e 5 ns respectivamente. Já as efemérides transmitidas apresentam acurácia de 1 a 3m para as coordenadas dos satélites.
34 Coordenadas dos Satélites As efemérides precisas podem ser obtidas no seguinte site:
35 Fatores que Afetam a Precisão do GNSS Fatores relacionados com os satélites - Dilution of Precision ( DOP ) - Erros do relógio - Erros da orbita - Disponibilidade Seletiva ( SA ) Fatores relacionados com a propagação do sinal - Retardo atmosférico - Multicaminhamento - Perda de ciclos Fatores relacionados com o receptor e a antena - Ruídos no Receptor - Erros nos Relógios - Centro de fase da Antena - Fatores relacionados com estação
36 Fatores Relacionados com os Satélites Dilution of Precision O fator DOP descreve o efeito da distribuição dos satélites no espaço sobre a precisão obtida na determinação das coordenadas tridimensionais dos pontos situados sobre a terra e do tempo de navegação. O melhor valor possível para o DOP é igual a 1 e o pior é igual a infinito. DOP é um fator multiplicativo por isso quanto maior o DOP pior será a precisão do posicionamento. Tipos de DOP: - HDOP --> DOP na posição horizontal - VDOP --> DOP na posição vertical - PDOP --> DOP nas posições horizontal e vertical - GDOP --> DOP nas posições horizontal, vertical e tempo
37 Dilution of Precision - DOP Normalmente o valor máximo aceitavel para o PDOP em especificações técnicas para trabalhos com GNSS é 6(seis)
38 Erros da Órbita As coordenadas dos satélites são obtidas por meio das esfemérides precisas ou pelas efemérides transmitidas. Erros nas coordenadas do satélite se propagam para a posição do usuário. No posicionamento absoluto os erros são propagados quase diretamente para a posição do receptor, já no posicionamento relativo, os erros orbitais são praticamente eliminados. Efemérides Erro Orbital r(m) Comprimento da linha base b (km) Erro na linha base b (cm) Acurácia relativa b/b(ppm) Transmitidas , ,1 Precisas IGS Tipo IGU 0, ,05 0, ,005 Tabela retirada de MONICO, J. F. G. Posicionamento pelo Navstar GNSS: Descrição, Fundamentos e Aplicações. São Paulo: 2 edição: Editora Unesp, 2007: Página 193
39 Erros no relógio do satélite Embora altamente precisos, os relógios atômicos a bordo dos satélites não acompanham o sistema de tempo a eles associados. A diferença chega a ser, para o caso do GPS, no máximo, de 1 milissegundo. O valor pelo qual os relógios do satélite difere do tempo GPS faz parte da mensagem de navegação e pode ser determinado por uma equação matemática. Uma forma efetiva de eliminar os erros dos relógios dos satélites é o uso do posicionamento relativo.
40 Disponibilidade Seletiva SA - GPS SA é uma técnica que os EUA possui de degradar propositalmente a qualidade dos sinais GPS, piorando a precisão com que as coordenadas são obtidas por um único receptor GPS. A SA é produto de dois efeitos: - Manipulação dos dados das efemérides - Manipulação da frequência dos relógio dos satélites Precisão com SA ativa para posicionamento absoluto: - Planimétrica: 100 metros - Altimétrica: 150 metros SA foi desativada em maio de 2000 Os efeitos da SA afetam apenas os usuários que trabalham com o posicionamento absoluto. A técnica de posicionamento relativo não é afetada pela SA.
41 Fatores Relacionados com a Propagação do Sinal Atrasos Atmosféricos No caso do GNSS, recomenda-se não utilizar observações abaixo do ângulo de elevação de 5. Na prática é comum adotar 15, o que comumente se denomina máscara de elevação.
42 Multicaminhamento O sinal pode chegar à antena do receptor por caminhos diferentes, direto e indireto. O caminho indireto causado pela reflexão em superfícies vizinhas à antena, tais como construções, carros, árvores, massas de água e cercas, dentre outros, produz distorções na fase da portadora e no código modulado sobre a portadora, degradando a qualidade do posicionamento. Em geral, não há um modelo para tratar o efeito do multicaminhamento, pois as situações geométricas dos diferentes locais variam de forma arbitrária. A forma de atenuação do efeito é aumentar o tempo de coleta, o uso de antenas capazes de atenuar o efeito do multicaminhamento (antenas chok-ring) e evitar os fatores que podem causar esse efeito, como não posicionar a antena do receptor próximo a edificações, árvores, por exemplo.
43 Multicaminhamento
44 Perda de Ciclos Esse tipo de problema ocorre devido a obstrução do sinal de um ou mais satélites, de modo que não sejam captados pela antena do receptor. A perda do sinal acarreta a perda na contagem do número inteiro de ciclos medidos pelo receptor, sendo que a ocorrência deste problema é denominada de perda de ciclos (cycle slips), a qual produz uma descontinuidade das medidas. As causas não são restritas somente as obstruções, mas também podem ser causadas por aceleração da antena, variações bruscas na atmosfera, interferências de outras fontes de rádio e problemas com o hardware do receptor. A perda de ciclos está intimamente ligada com a solução das ambiguidades, ou seja, em um rastreio se houver muitas ocorrências de perdas de ciclos a solução das ambiguidades pode ficar inviabilizada.
45 Fatores Relacionados com o Receptor Erro do Relógio do Receptor: Os receptores são equipados com osciladores de quartzo, que possuem boa estabilidade e são de custo relativamente baixo. Cada receptor possui a sua própria escala de tempo, definida pelo oscilador interno, a qual difere da escala de tempo do sistema em quastão(gps, GLONASS ou Galileo). No caso do posicionamento relativo, os erros dos relógios do receptor são praticamente eliminados. No entanto, um fator importante diz respeito a simultaneidade das observações no posicionamento relativo. Neste caso, para se obter resultados de alta precisão, os erros dos relógios de cada receptor envolvido deve ser conhecido ao nível de 10-6 do segundo em relação ao sistema de tempo envolvido.
46 Centro de Fase da Antena O centro de fase eletrônico da antena é o ponto virtual onde as medidas dos sinais são referenciados e nem sempre coincide com o centro geométrico da antena. A diferença varia com a intensidade do sinal, com a direção do sinal e não é igual para as duas portadoras. Para levantamentos de alta precisão, todas as antenas devem ser calibradas e as antenas iguais orientadas na mesma direção não apresentam maiores problemas, uma vez que as discrepâncias são praticamente iguais e, de certa forma, eliminadas no posicionamento relativo.
47 Fatores Relacionados com a Estação Coordenadas da Estação O posicionamento GNSS no modo relativo determina a diferença de coordenadas tridimensionais( X, Y e Z) entre o ponto de referência(base) e o ponto a ser determinado(rover). Qualquer erro nas coordenadas do ponto de referência(base) será propagado para as coordenadas dos pontos determinados a partir dele. Um erro na posição de partida também afetará as componentes relativas ϕ, λ e h. Tem-se mostrado que um erro da ordem de 5 m nas coordenadas da base pode produzir erros de 1,0, 0,9 e 0,8ppm, respectivamente nas diferenças de coordenadas geodésicas ϕ, λ e h.
48 Estacionamento da Antena no Ponto de Coleta A atividade de identificação do ponto, centragem, nivelamento e medição do centro de fase da antena do receptor pode se constituir em fontes de erros nas operações de campo com receptores GNSS. Por isso, é importante adotar-se alguns procedimentos de segurança, principalmente porque os erros ocorridos nesta fase só poderão ser detectados se houver repetição das medidas da linha base. O nivelamento e a centragem da antena devem ser verificados antes e depois de cada sessão de observação. A medição da altura do centro de fase da antena sobre o marco deve ser realizada antes e depois de cada sessão, efetuando-se a medida ao nível do milímetro e registrando-se os valores no relatório de ocupação. Alguns modelos de antena requerem sua orientação para o norte verdadeiro (ou magnético), sendo dotadas de uma indicação (seta) que deverá ser direcionada para o norte.
49 Erro Grosseiro Devido a Diferença de Datum Atualmente no Brasil o datum oficial é o Sirgas2000 que é totalmente compatível com o WGS84 que é o sistema utilizado para a determinação das coordenadas do sistema GPS. Portanto não existem transformações a serem aplicadas entre as coordenadas obtidas em WGS84 diretamente pelo GPS e o SIRGAS2000. Entretanto durante muito anos no Brasil o datum utilizado foi o SAD69 e desta forma ainda é comum que muitos trabalhos tenham que ser realizados no SAD69. Neste caso as coordenadas obtidas pelo GPS em WGS84 deverão ser transformadas para o SAD69. Nesta transformação devem ser utilizados os parâmetros oficiais definidos pelo IBGE.
50 Erro Grosseiro Devido a Diferença de Datum
51 Eliminação ou Atenuação dos Fatores que Afetam a Precisão do GNSS e DOP Erros da Orbita Relógio dos Satélites SA Atmósfera Multicaminhamento Perda de Ciclos Relógio do Receptor Fator Centro de Fase da Antena Coordenadas da Estação Correção ou Atenuação Aguardar variação da geometria dos satélites Posicionamento Relativo, Efemérides Precisas Posicionamento Relativo Posicionamento Relativo Posicionamento Relativo Local da Antena(Atenuação) Local da Antena(Atenuação) e Posicionamento Relativo Posicionamento Relativo Calibração, orientação das antenas e posicionamento relativo Atenção e conhecimento do calculista Estacionamento da Antena no Ponto de Coleta Erro Grosseiro Devido a Diferença de Datum Atenção e conhecimento nas operações de campo Atenção e conhecimento do calculista
52 Métodos de Posicionamento GNSS: Posicionamento Absoluto Posicionamento por Ponto Preciso Posicionamento Relativo
53 Posicionamento Absoluto Posicionamento no qual é utilizado um único receptor de forma estática ou em movimento. As coordenadas são calculadas em tempo real, usando a pseudodistância derivada do código C/A presente na L1 Os principais erros que afetam este método estão relacionados com a qualidade da observável utilizada(pseudodistância) e a acurácia dos parâmetros transmitidos nas mensagens de navegação. Acrescentamse a esses erros aqueles advindos da atmósfera, multicaminhamento do sinal, PDOP, entre outros. Atualmente com o desligamento da SA este método oferece precisão de mais ou menos 15 metros para a determinação planimétrica e de até 45 metros para a determinação altimétrica. Método empregado em navegação de baixa precisão e em levantamentos expeditos.
54 Posicionamento por Ponto Preciso - PPP Posicionamento no qual é utilizado um único receptor de forma estática ou em movimento. O Posicionamento por Ponto Preciso - PPP refere-se à obtenção da posição de uma estação utilizando as observáveis fase da onda portadora coletadas por receptores de duas frequências em conjunto as efemerides precisas e correções dos relógios dos satélites produzidos pelo IGS (International GNSS Service). No Brasil o IBGE oferece o serviço de PPP on-line. Neste serviço o usuário envia através do site do IBGE o seu arquivo no formato RINEX(comprimido) e informações da antena. Os dados são processados utilizando as correções para os relógios dos satélites e as melhores efemérides disponíveis(igu, IGR ou IGS). Os resultados são enviados para o informado pelo usuário.
55 Posicionamento por Ponto Preciso - PPP O PPP fornece resultados com alto nível de acurácia, compatíveis com o posicionamento relativo.
56 Posicionamento Relativo Neste método de posicionamento são utilizados dois ou mais receptores que devem rastrear simultaneamente pelo menos quatro satélites em comum por um período de tempo que pode variar de alguns minutos até algumas horas. Um receptor deve ser instalado em um ponto de coordenadas conhecidas e por isso é chamado de BASE. O outro(ou os outros) receptor deve ser instalado no ponto a ser determinado e é chamado de ROVER. A BASE e o ROVER devem trabalhar sincronizados, ou seja, realizando medições ao mesmo tempo, logo a taxa de gravação a ser utilizada no ROVER deverá ser igual(melhor situação) ou múltipla da taxa usada na BASE. Outra observação importante é com relação a disponibilidade de energia na BASE, pois esta deverá permanecer ligada durante todo o tempo de rastreio do ROVER Método de posicionamento mais preciso que pode fornecer coordenadas com precisões melhores do que 01cm.
57 Posicionamento Relativo O principio do método baseia-se no fato de que a correlação espacial entre os pontos de referência(base) e a determinar(rover), permite a redução substancial da maior parte dos erros, tanto utilizando-se da correlação entre códigos, como da fase de batimento das ondas portadoras. O método pode fornecer resultados com acurácia de alguns milímetros, se a observável utilizada for a fase da onda portadora.
58 Posicionamento Relativo Posicionamento relativo estático Posicionamento relativo estático-rápido Posicionamento relativo semi-cinemático (stop and go) Posicionamento relativo cinemático Posicionamento com RTK
59 Posicionamento Relativo Estático Linha de Base Equipamento Utilizado / Tempo de Observação Precisão Km L1 30 min / L2 15 min 5-10mm + 1ppm Km L min / L min 5-10mm +1ppm Km L min / L mm+1ppm Km L mm + 1ppm Km L mm + 1ppm > 100 Km L2 240 (Atendimento Norma Técnica do Incra) 5mm + 1ppm
60 Posicionamento Relativo Estático Rápido Também conhecido como pseudocinemático, o posicionamento relativo estático-rápido é realizado de forma similar ao estático. A grande diferença entre estas técnicas está no intervalo de tempo do rastreio, que no estáticorápido é inferior a 20 minutos. Este tipo de posicionamento é adequado quando se deseja alta produtividade e como alternativa ao método semicinemático em locais onde há muitas obstruções, pois o receptor móvel é desligado entre as sessões de coleta (MONICO, 2000a).
61 Posicionamento relativo semicinemático (stop and go) O posicionamento relativo semicinemático também é conhecido como pseudoestático. Como as próprias denominações sugerem, esta técnica de posicionamento pode ser entendida como um estágio de desenvolvimento intermediário entre o posicionamento relativo estático e cinemático. A técnica conhecida como stop and go está inserida nesta categoria. Esta técnica de posicionamento é similar ao estático-rápido, onde o diferencial está no tempo de permanência em cada estação e na necessidade do receptor permanecer ligado durante todo o período do levantamento.
62 Posicionamento Relativo Cinemático Com precisão na ordem de 1 a 10 ppm, o posicionamento relativo cinemático consiste em se determinar um conjunto de coordenadas para cada época de observação, onde um receptor ocupa a estação de referência enquanto o outro é movimentado ao longo dos pontos cujas posições devem ser determinadas, em terra, água ou ar, mantendo a sintonia com os satélites. Portanto, no posicionamento cinemático, embora a antena esteja em movimento, a trajetória é descrita por uma série de pontos. Isso tem como consequência a necessidade do usuário dispor de no mínimo cinco satélites para realizar o posicionamento.
63 Posicionamento RTK
64 Altitudes Altitude Ortométrica Altitude Elipsoidal Superfície Terrestre Geóide Elipsóide Ondulação geoidal - N
65 Altitudes Mudando o datum, mudaremos a altitude geométrica
66 MAPA GEOIDAL - MAPGEO2010 No Brasil, o software utilizado para fazer esta conversão é o Mapgeo 2010, disponibilizado pelo IBGE. Mas no Brasil o modelo ainda não tem grande precisão: Absoluto = ±0,5m (em alguns locais o erro pode chegar a 2m) Relativo = ±1cm/km
67 Conversão de Altitudes Método Absoluto H = h - n n ondulação geoidal obtida pelo Map Geo N ondulacão geoidal real calculada a partir de um rastreio GPS sobre uma RN
68 Conversão de Altitudes Método Relativo: Este método permite alcançarmos a precisão de ±10mm/km. Para isso precisamos ter um RN rastreado com GNSS, ou nivelado um marco que foi implantado com GNSS. N RN =h RN -H RN Δn=n P -n RN
69 Conversão de Altitudes Δn(mapgeo)=ΔN(real) Podemos fazer esta igualdade, pois consideramos que o Geóide definido pelo Mapgeo é paralelo ao Geóide Real. Δn(mapgeo)=ΔN(real) A precisão deste método é de 1cm/Km Δn(mapgeo) = N P N RN Δn(mapgeo) = h P -H P (h RN -H RN ) Δn(mapgeo) = h P -H P h RN + H RN H P = h P h RN + H RN Δn(mapgeo) H P = H RN + Δh Δn(mapgeo)
70 Exercício: Calcular a altitude ortométrica dos pontos VT01 e VT02 sendo dados: Ponto VT01 Ponto VT02 Ponto RN1256Z φ: S φ: S φ: S λ: W λ: W λ: W h: 45,325 m h: 32,185 m h: 46,925 m H=? H=? H: 45,4972 m Datum SAD69