Essas distâncias correspondem aos raios de esferas centradas na posição instantânea dos satélites e que se intersectam no ponto ocupado pelo receptor.

Transcrição

1 ? 1? 4 Posicionaento GPS Tios de Posicionaento: Absoluto (1 eceto) SV SV3 Relativo ( ou ais ecetoes) SV1?? 3 SV4 q Vecto Estação K (X, Y, Z, dt ) Estação Estação ( X, Y, Z ) = ( X, Y, Z ) + ( X, Y, Z) Toogafia Posicionaento GPS 1/17 Posicionaento Absoluto As coodenadas de u onto na Tea são obtidas atavés de edição de distâncias desse onto a váios satélites (ínio 3). Essas distâncias coesonde aos aios de esfeas centadas na osição instantânea dos satélites e que se intesecta no onto ocuado elo eceto. Toogafia Posicionaento GPS /17

2 Obseváveis veis do GPS Pseudo-distância teo de ecuso do sinal, desde o satélite até ao eceto, edida a ati do desfazaento do código PRN e convetida e distância. SATÉLITE RECEPTOR Código eitido elo Satélito Código geado no Receto Dt = t + d ts + d t + e at P s = C Dt t Desfasaento dos Relógios Fase de batiento da onda otadoa difeença de fase ente a fase do sinal geado no eceto e a fase do sinal oveniente do satélite. λ φ s s s ϕ (t) = ϕ (t) ϕ (t) + N (1) + uido s s (t) + uido = λϕ (t) Toogafia Posicionaento GPS 3/17 Recetoes GPS Código (navegação, osicionaento absoluto e difeencial) Código e fase (navegação e osicionaento elativo de ecisão) Fase (aenas aa osicionaento elativo) Antena: - ono fequência (CA e L1) - dula fequência (L1 e L) - shoc ing ou co ato (geodésicas) Canais vias de counicação que conduz o sinal da antena ao eceto ono fequência 8 a 1 canais dula fequência 18 canais sinais x 9 satélites Toogafia Posicionaento GPS 4/17

3 Pecisão de Posicionaento GPS Absoluto: 5 c/ AS e 5 s/ AS Difeencial (DGPS):.8 a 1.5 ± 5 Relativo ono fequência: a 15 c Cineático e Teo Real (RTK): a 5c Relativo dula fequência: 1 a 1 c ± 1 Intevalo ínio de egisto:.1 ou 1 seg Intevalo adão: c/ código 1 ou 5 seg c/ fase 5, 15 ou 3 seg Peíodo de obsevação: c/ código 5 seg a 1 in c/ fase 1 in a 4 h Toogafia Posicionaento GPS 5/17 Posicionaento Absoluto Pseudo-distância é dada o : P = t C [ t dt (t dt )] C = + I + T Consideando: (X X ) + (Y Y ) + (Z Z ) I,T e dt insignificantes = Paa =1,4 satélites teos u sistea de 4 equações a 4 incógnitas: P = ( X X ) + ( Y Y ) + ( Z Z ) + Cdt P = ( X X ) + ( Y Y ) + ( Z Z ) + Cdt P = ( X X ) + ( Y Y ) + ( Z Z ) + Cdt P = ( X X ) + ( Y Y ) + ( Z Z ) + Cdt A esolução deste sistea na sua foa linea AX=L eite-nos deteina as coodenadas da estação. Toogafia Posicionaento GPS 6/17

4 Factoes DOP Facto de degadação de ecisão (DOP - Dilution of Pecision) σ DOP = σ VDOP facto de ecisão vetival HDOP facto de ecisão hoizontal PDOP facto de ecisão da osição TDOP facto de ecisão do teo σ / σ H GDOP facto de ecisão global σm + σp +σ H + σ t / σ t M M σ / σ σ + σ / σ P P H σ + σ +σ / σ As vaiâncias dos aâetos são etiadas da diagonal T da atiz das covaiâncias do sistea anteio, Q = ( A Q A) 1 DOPS s equenos boa intesecção, boa ecisão de osicionaento Muitos satélites baixos DOP s boa ecisão x l Toogafia Posicionaento GPS 7/17 Método Difeencial Seja duas estações, (fixa) e (live), donde aa u satélite qualque se te = P Cdt = P Cdt Sendo conhecidas as coodenadas da estação, odeos calcula a distância vedadeia ao satélite, e fazendo a difeença co a distância obsevada deteina-se a chaada coecção difeencial: Alicada esta coecção à distância da estação, obté-se a esectiva distância coigida. = D Co 4 sat élite, obté-se u sistea do qual esulta coodenadas ais ecisas (.8 a 1.5) aa a estação. D = = P Cdt = ( X X ) + ( Y Y ) + ( Z Z ) = ( X X ) + ( Y Y ) + ( Z Z ) = ( X X ) + ( Y Y ) + ( Z Z ) = ( X X ) + ( Y Y ) + ( Z Z ) Toogafia Posicionaento GPS 8/17

5 Posicionaento Relativo Difeença de fase: ϕ = ϕ ϕ + N ( 1) + uido ϕ ϕ ϕ N ( t ) uido - difeença de fase obsevada e unidades de ciclo, ua função acuulativa dos ciclos inteios da onda oduzida; - fase do sinal do satélite no instante de eceção; - fase do sinal do eceto no instante de eceção; - abiguidade inteia, que eesenta o núeo de ciclos (coientos de onda) coesondentes ao ecuso do sinal, desde o satélite até ao eceto no instante elativo à éoca inicial; - teo elativo aos eos dos elógios, eos da atosfea e outos. Toogafia Posicionaento GPS 9/17 Posicionaento Relativo Fase obsevada f ϕ = ϕt ϕ + N ( 1) C Difeenças siles da fase obsevada Difeenças dulas da fase obsevada q = q = f C [ (t) (t )] [ ϕ (t) ϕ (t )] N f = ϕ ϕ (t) = + C q q q {[ (t) (t)] [ (t) (t)]} + N q Vecto Difeenças tilas da fase obsevada q q q = ( t + 1) Esta ção Esta ção Toogafia Posicionaento GPS 1/17

6 Posicionaento Relativo Cobinações de obseváveis a ati de L1 e L: L3 = αl1 + βl cobinação ionosféica L4 = L1 L cobinação de banda laga (wide lane) L5 = L1 + L cobinação de banda esteita (naow lane) Paa bases longa (> K) deve-se usa see a L3 Paa bases cutas (< K) ode usa ono fequência (L1) Standad: Teo de obsevação > 3 in (deendendo do coiento da base), c/ intevalos de egisto de 15 seg Toogafia Posicionaento GPS 11/17 Pocessaento de ua base U ossível algoíto: 1º - Pocessaento de difeenças tilas de fase: a) deteinação de ua solução aoxiada das coodenadas b) eliinação de saltos de ciclo co análise dos esíduos º - Pocessaento de difeenças dulas de fase: a) deteinação de ua solução aoxiada (float), co valoes eais aa as abiguidades b) fixação das abiguidades iniciais a valoes inteios c) deteinação da solução ótia final (fixed), e L1 e/ou L3 Toogafia Posicionaento GPS 1/17

7 Efeitos Atosféicos Toosféa caada atosféica até aos 4 5 K eio disesivo ovoca ataso no sinal é odelável (Hofield; Saastaoinen, etc.) Ionosféa caada atosféica dos 1 aos 1 K eio não disesivo constituído o aticulas ionizadas ovoca ataso no sinal difícil de odela 4.3 ν = TEC Cf efeito atenuado co a cobinação ionosféica (L3) efeito eduzido ou nulo aa bases < K Toogafia Posicionaento GPS 13/17 Fontes de Eo Oige: - satélites; - antenas e eceto; - eio de oagação Satélites: efeéides, elógio e acesso selectivo (AS); Antena: ultitajecto e vaiação do cento de fase; Receto : elógio, uído electónido (cicuitos intenos); Meio de oagação: ionosfea e toosfea Toogafia Posicionaento GPS 14/17

8 Métodos de Obsevação Modos de oeação: - estático - cineático Modo estático: - estático (fase ou código) - áido-estático (fases L1 e L + código) Modo cineático: - Difeencial (código) - RTK (fases L1 e L + código) Toogafia Posicionaento GPS 15/17 Métodos de Obsevação Estático: - c/ código de 1 a 5 in (até 1 egistos), nº Sat 4 - c/ fase > 3 in, nº Sat 3 Ráido-estático: - só co dula fequência - 8 a in, nº Sat 4 Cineático: - Difeencial c/ código - RTK cineático e teo eal c/ fase, usa a técnica OTF (On The Fly) aa fixa abiguidades Páa-aanca: - c/ fase, não ode have eda de sinal - estacionaento da estação óvel de a 5 seg Pseudo-cineático: - eque estacionaento eetido de 1 in Toogafia Posicionaento GPS 16/17

9 Obsevação GPS e Toogafia CASC Estação GPS eanente Site de dados GPS do IGP ft://ft.icc.t/ub/gsdata/ ft://ns1.at.fc.t/gsdata/ Estação fixa duante 1h/dia a 15 seg Recetoes óveis obseva 15-3in o estação e odo estático ou <1in e RTK A edição da altuas de todas as antenas seve aa eduzi as coodenadas do cento de fase da antena ao onto no solo Toogafia Posicionaento GPS BEJA Estação GPS eanente 17/17