FERNANDO CORREIA LEITE

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1 UNIVERSIDADE REGIONAL DO CARIRI - URCA CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA - CCT DEPARTAMENTO DA CONSTRUÇÃO CIVIL CURSO DE TECNOLOGIA DA CONSTRUÇÃO CIVIL HABILITAÇÃO EM TOPOGRAFIA E ESTRADAS TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO FERNANDO CORREIA LEITE TRANSPORTE DE COORDENADAS UTILIZANDO A ESTAÇÃO DE REFERÊNCIA RBMC CRATO - CE JUAZEIRO DO NORTE-CE 2017

2 FERNANDO CORREIA LEITE TRANSPORTE DE COORDENADAS UTILIZANDO A ESTAÇÃO DE REFERÊNCIA RBMC CRATO - CE Monografia submetida ao curso de Tecnologia da Construção Civil com habilitação em Topografia e Estradas, cursado na URCA - Universidade Regional do Cariri, para obtenção do título de Tecnólogo da Construção Civil com Habilitação em Topografia e Estradas. Orientador professor Paulo Ricardo Evangelista de Araújo. JUAZEIRO DO NORTE-CE 2017

3 FERNANDO CORREIA LEITE TRANSPORTE DE COORDENADAS UTILIZANDO A ESTAÇÃO DE REFERÊNCIA RBMC CRATO - CE BANCA EXAMINADORA Prof. Paulo Ricardo Evangelista de Araújo (Orientador) Universidade Regional do Cariri (URCA) Prof. Ernandes Venícios de Sousa Silva (Avaliador) Universidade Regional do Cariri (URCA) Prof. Dr. Eliakim Martins Araújo (Avaliador) Universidade Regional do Cariri (URCA) DATA DE APROVAÇÃO: DE DE 2017.

4 A minha esposa Gilvania. Aos meus pais, Erismar e Josiana.

5 AGRADECIMENTOS A Deus, pela dádiva da vida, por ser onipresente em nossas vidas e nos dar a força de batalhar por nossos ideais, principalmente nos momentos mais difíceis. Aos meus pais, Erismar e Josiana e a minha esposa Gilvania por todo o empenho e incentivo na vivência do dia-a-dia, principalmente na parte motivacional, sempre aconselhando a seguir em frente nos estudos e a persistir nos objetivos que desejamos alcançar. Ao Prof. Paulo Ricardo Evangelista de Araújo, por aceitar ser o orientador e ter apoiado o trabalho desde o desenvolver teórico até a execução prática onde disponibilizou seus equipamentos e por toda a disponibilidade nos momentos de reunião. A todos os docentes do Curso de Tecnologia da Construção Civil, pelo empenho e dedicação em transmitir seus conhecimentos aos alunos e pelo vasto incentivo a carreira dos futuros profissionais.

6 RESUMO Diante à necessidade de obter trabalhos georreferenciados de boa precisão existem vários métodos de posicionamentos para os receptores do Global Navigation Satellite System - GNSS. Esta pesquisa enfoca o método relativo estático, onde o tempo de permanência do receptor no rastreio varia de acordo com o comprimento da linha de base, do tipo de equipamento e da precisão requerida no transporte de coordenadas. Em métodos relativos é essencial utilizar coordenadas conhecidas como referência, no presente contexto o ponto referencial será à estação da Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo - RBMC do município de Crato-CE. O principal objetivo da pesquisa consiste em realizar o transporte de coordenadas através do método relativo estático, utilizando-se a estação RBMC do município de Crato - CE, diante desse contexto definiram-se os seguintes objetivos específicos, a) apresentar os componentes do GNSS, b) coletar os dados do levantamento conforme as recomendações presentes na literatura, c) realizar o pós-processamento das coordenadas a partir dos dados da RBMC e d) analisar os resultados dos pós-processamento. A presente pesquisa foi baseada na literatura citada pelo autor MONICO (2008), pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística - IBGE (2008 e 2017) e pelo Instituto Nacional de Colonização e Reforma Agrária - INCRA (2013). Na etapa prática, a coleta de dados foi efetivada no Campus URCA Crajubar, instalando-se o receptor GNSS de marca Hi-Target L1/L2 modelo V30 sobre um marco de concreto que foi alocado nas proximidades da biblioteca. Alguns dias após o trabalho de coleta de dados foi efetuado o descarregamento, o pós-processamento e a obtenção das coordenadas referentes ao ponto mensurado, o detalhamento destas etapas assim como os resultados alcançados encontram-se apresentados no contexto da presente pesquisa. Obteve-se como resultado final deste trabalho, coordenadas corrigidas e ajustadas, percebendo-se com isto a importância e eficácia do método relativo estático em conjunto com a RBMC que desempenha sua função oferecendo ótimos resultados além de proporcionar grande praticidade aos seus usuários. Palavras-chave: Posicionamento Relativo. GNSS. Coordenadas.

7 LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1 - Esquema da projeção UTM Figura 2 - Fusos e zonas UTM do território brasileiro Figura 3 - Ilustração da ocorrência de multicaminho Figura 4 PDOP Figura 5 - Posicionamento Relativo Figura 6 - Localização das estações da RBMC Figura 7 - Cadastro para download na página do IBGE Figura 8 - Relatório da estação Crato-CE Figura 9 - Marco de concreto inserido no jardim da biblioteca Campus URCA Crajubar Figura 10 - Receptor GNSS, marco de concreto, tripé e boca de lobo Figura 11 - Instalação do tripé Figura 12 - Configurações do equipamento, através da coletora Figura 13 - Receptor GNSS efetuando o rastreamento Figura 14 - Pesquisa estação RBMC de Crato-CE Figura 15 - Seleção e consulta da data do levantamento Figura 16 - Rinex e descritivo da RBMC de Crato-CE Figura 17 - Criando e predefinindo o projeto Ponto URCA Crajubar no software GNSS Solutions Versão Figura 18 - Janela para alteração dos dados da estação com os devidos valores Ajustados Figura 19 - Coordenadas ajustadas, levantamento URCA Crajubar Figura 20 - Visualização das coordenadas no Google Earth Pro... 40

8 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Precisão do posicionamento relativo em função do tempo da observação, equipamento e comprimento da linha de base Tabela 2 - Precisões das técnicas de posicionamento Tabela 3 - Coordenadas UTM disponíveis no arquivo rinex e no descritivo da estação RBMC de Crato-CE Tabela 4 - Altura elipsoidal do arquivo rinex e do descritivo da estação RBMC de Crato-CE Tabela 5 - Coordenadas UTM coletadas e ajustadas ponto URCA Crajubar Tabela 6 - Altura elipsoidal do arquivo rinex e ajustada ponto URCA Crajubar... 39

9 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS DOP GNSS GPS IBGE IGS INCRA Km m PDOP RBMC SGB SIRGAS URCA UTC UTM Dilution of Precision Global Navigation Satellite Systems Global Positioning System Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística International GNSS Service Instituto Nacional de Colonização e Reforma Agrária Quilômetros Metros Position Dilution of Precision Rede Brasileira De Monitoramento Contínuo Sistema Geodésico Brasileiro Sistema de Referência Geocêntrico das Américas Universidade Regional do Cariri Universal Coordinated Time Universal Transversa de Mercator

10 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO Objetivos Objetivo geral Objetivos específicos Justificativa Problema Metodologia COMPONENTES DO SISTEMA GNSS Sistema Geodésico de Referência Sistema de Coordenadas Máscara de Elevação Multicaminho PDOP TÉCNICAS DE POSICIONAMENTO Posicionamento Por Ponto Posicionamento Por Ponto a partir do Código C/A Posicionamento Por Ponto Preciso (PPP) Posicionamento Relativo Posicionamento Relativo Estático Posicionamento Relativo Estático-rápido Posicionamento Relativo Semicinemático Posicionamento Relativo Cinemático Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo Informações sobre estação RBMC Crato-CE PROCEDIMENTO PRÁTICO COM RECEPTOR GNSS PÓS-PROCESSAMENTO DOS DADOS DO LEVANTAMENTO RESULTADOS E DISCUSSÕES CONCLUSÃO REFERÊNCIAS ANEXO A RELATÓRIO FINAL GNSS SOLUTIONS VERSÃO

11 10 1 INTRODUÇÃO O posicionamento consiste em alocar algo, sejam limites, estruturas ou pontos materiais nos devidos lugares para os quais foram determinados, facilitando assim a localização dos mesmos em um determinado espaço. O presente contexto é baseado na afirmação do autor Monico (2008) onde o mesmo aborda que: Posicionar um objeto nada mais é do que lhe atribuir coordenadas. Embora atualmente esta seja uma tarefa que pode ser realizada com relativa simplicidade, utilizando-se, por exemplo, satélites artificiais apropriados para esse fim, determinar a posição foi um dos primeiros problemas científicos que o ser humano procurou solucionar. O homem sempre esteve interessado em saber onde ele estava; de início restrito à vizinhança imediata de seu lar, mais tarde o interesse se ampliou para os locais de comércio e, finalmente, com o desenvolvimento da navegação marítima praticamente para o mundo todo. (p. 29) Com o passar do tempo, a necessidade de localização e navegação juntamente com o desenvolvimento dos meios eletrônicos levaram a criação de sistemas que foram os pioneiros na obtenção do posicionamento, quanto a isto Op.cit. (2008) cita que: [...] Com o avanço da eletrônica, alguns sistemas foram desenvolvidos, mas mesmo assim eles sempre apresentavam algum tipo de problema. Qualquer navegador provavelmente já deve ter ouvido sobre o Loran (Long-Range Navigation System), o Decca (Low frequency continous wave phase comparison navigation) e o Omega (Global low frequency navigation system). Eles são baseados em ondas de rádio. (p. 30) Conforme Op.cit. (2008, p.30), posteriormente a criação destes sistemas foi elaborado o NNSS (Navy Navigation Satellite System) trabalhando agora com base em satélites artificiais e no efeito Doppler, apesar de ser utilizado em posicionamentos o mesmo não possuía boa precisão, vale ressaltar que este sistema NNSS também era chamado de Transit. Diante dos problemas encontrados anteriormente, foi desenvolvido na década de 1970 nos Estados Unidos o NAVSTAR-GPS (Global Positioning System). Op.cit. (2008) afirma que o mesmo foi o [...] sistema que revolucionou praticamente todas as atividades que dependiam da determinação de posições. (p. 30-1) O Sistema NAVSTAR-GPS ou somente GPS como é mais conhecido popularmente, foi inicialmente desenvolvido para fins militares. Conforme Op.cit. (2008, p.31) o mesmo foi desenvolvido pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos baseado na radio navegação objetivando ser o sistema de posicionamento utilizado pelas Forças Armadas norteamericanas. Referente a este contexto Op.cit. (2008) faz a seguinte afirmação:

12 11 [...] Ele resultou da fusão de dois programas financiados pelo governo norteamericano para desenvolver um sistema de navegação de abrangência global: Timation e System 621B, sob responsabilidade da marinha e da força aérea, respectivamente. (p. 31) Diante do presente contexto percebe-se que o sistema de posicionamento foi inicialmente baseado em ondas de rádio sendo utilizado para a navegação marítima, em seguida foi concebido o NNSS que funcionava agora através de satélites artificiais e proporcionava posicionamento global mesmo possuindo algumas limitações. Devido a estas limitações apresentadas pelo NNSS criou-se o NAVSTAR-GPS que foi desenvolvido e aprimorado para fins militares. Diante das vastas utilidades proporcionadas por esse novo sistema que inicialmente era restrito ao uso militar, concedeu-se o acesso para o uso civil, de acordo com isto, Op.cit. (2008) ressalta que: [...] Em razão da alta acurácia proporcionada pelo sistema e do grande desenvolvimento da tecnologia envolvida nos receptores GPS, uma grande comunidade usuária emergiu dos mais variados segmentos da comunidade civil (navegação, posicionamento geodésico, agricultura, controle de frotas etc.). (p. 31) Na mesma época da criação do projeto NAVSTAR-GPS foi desenvolvido o sistema GLONASS (Global Orbiting Navigation Satellite System) pela antiga União Soviética, este foi outro sistema que inicialmente era restrito ao uso militar e que posteriormente também passou a ser disponibilizado para a comunidade civil. Alguns anos após a implantação do GPS e do GLONASS a União Européia criou um sistema para uso civil chamado Galileo, na sequência a China criou o seu sistema de posicionamento de nome Beidou que também é muito conhecido por Compass. Desde então todos estes sistemas vêem sendo aperfeiçoados originando o GNSS (Global Navigation Satellite System). Diante do avanço da tecnologia existem vários tipos de receptores GNSS, assim como vários métodos de posicionamento dos mesmos. Dentre essa variedade de métodos será abordado neste trabalho o transporte de coordenadas através do método relativo estático, onde as coordenadas de referência serão as da estação da Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo - RBMC do município de Crato-CE. Segundo o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística - IBGE (2008) e o Instituto Nacional de Colonização e Reforma Agrária - INCRA (2013), em posicionamentos pelo método relativo é necessário o uso de dois ou mais receptores GNSS para elaboração do levantamento, sendo que um dos receptores permanece em um ponto de coordenadas conhecidas e o outro instalado no vértice ou ponto de coordenadas que ainda serão determinadas. Já em relação à RBMC, o IBGE (2017b) aborda

13 12 que a principal utilidade desta estação é servir de referencial, ou seja, de oferecer coordenadas conhecidas, devido a esta peculiaridade da mesma, dispensa-se o uso de um dos equipamentos instalado em um vértice ou ponto de coordenadas conhecidas, além do mais, os trabalhos realizados através desse sistema resultam em boas precisões e grande credibilidade. 1.1 Objetivos Objetivo geral Realizar o transporte de coordenadas no Campus URCA Crajubar, pelo método relativo estático através da estação RBMC de Crato-CE, observando o tempo de permanência do receptor que é relacionado ao comprimento da linha de base, ao tipo de equipamento e a precisão requerida no levantamento, conforme recomendações do IBGE, apresentando as etapas e os resultados obtidos neste processo Objetivos específicos Apresentar os componentes do sistema GNSS. Coletar os dados conforme o tempo de permanência recomendado pelo IBGE. Realizar o pós-processamento das coordenadas através dos dados da RBMC estação Crato-CE. Analisar os resultados do pós-processamento. 1.2 Justificava Com o notório avanço da construção civil no Brasil e com as recentes tecnologias dos receptores GNSS é necessário realizar levantamentos topográficos com alta precisão através do sistema geodésico. O transporte de coordenadas geodésicas é indispensável para estes levantamentos topográficos, esse processo consiste em determinar a coordenada de uma base conhecida e a partir desta obter a coordenada de outro ponto, principalmente em trabalhos que exigem georreferenciamento. Acredita-se na necessidade de realizar o estudo do transporte de coordenadas a partir de uma estação RBMC, por ser uma estação de coordenadas conhecidas com boa precisão e pela sua importante contribuição para o método de posicionamento relativo que é indispensável em trabalhos vinculados a rede geodésica brasileira.

14 Problema Diante da apresentação do presente contexto a problemática desta pesquisa está centrada na seguinte questão, quais são os resultados de um transporte de coordenadas realizado através de uma estação RBMC pelo método relativo estático? 1.4 Metodologia O presente trabalho é desenvolvido e fundamentado através de pesquisas bibliográficas compostas pela revisão literária sobre o GNSS, sobre os métodos de posicionamentos dos receptores além de informações sobre a RBMC que é operada pelo IBGE, com a finalidade de contextualizar a cerca do transporte de coordenadas de acordo com as recomendações pertinentes a este processo. A pesquisa é realizada com base no histórico do GNSS abordado pelo autor MONICO (2008) e nas recomendações do IBGE (2008) e do INCRA (2013) para execução de levantamentos relativos com receptores GNSS, sendo que a coordenada referencial do trabalho é a estação RBMC de Crato-CE. Na primeira etapa é efetuada a revisão literária de acordo com os pressupostos do autor MONICO (2008) referente ao histórico do GNSS e nas recomendações do IBGE (2008) e INCRA (2013) assim como nas características e finalidades das estações da RBMC que são citadas pelo IBGE (2017b). Na segunda etapa é desenvolvida a parte prática do trabalho, através da instalação do receptor GNSS no campus URCA Crajubar, aguardando o tempo de permanência recomendado pelo IBGE para execuções de levantamentos relativos, onde o tempo de rastreio é relacionado ao comprimento da linha de base, ao tipo de equipamento e a precisão requerida no levantamento. Dando continuidade a etapa prática, é efetuado o pós-processamento para obtenção da coordenada do ponto levantado em campo, em seguida é realizada a descrição do procedimento prático, assim como, a exposição dos dados obtidos no levantamento.

15 14 2 COMPONENTES DO SISTEMA GNSS O GNSS surgiu a partir da interação dos sistemas de posicionamento GPS, GLONASS, Galileo e Compass/Beidou. O sistema GPS é baseado na disponibilidade de satélites artificiais que determinam a localização do usuário em qualquer local do globo terrestre. Monico (2008) afirma que A concepção do sistema GPS permite que um usuário, em qualquer local da superfície terrestre, ou próximo a esta, tenha à sua disposição no mínimo quatro satélites para serem rastreados. (p. 32). De acordo com a disponibilidade destes satélites é possível obter as coordenadas do local onde o usuário do sistema encontra-se em tempo real. Quanto a isto Op.cit. (2008) cita que: O principio básico de navegação pelo GPS consiste na medida de distâncias entre o usuário e quatro satélites. Conhecendo as coordenadas dos satélites em um sistema de referência apropriado, é possível calcular as coordenadas da antena do usuário no mesmo sistema de referência dos satélites. Do ponto de vista geométrico, apenas três distâncias, desde que não pertencentes ao mesmo plano, seriam suficientes. Nesse caso, o problema se reduziria à solução de um sistema de três equações com três incógnitas. A quarta medida é necessária por causa do não sincronismo entre os relógios dos satélites e o do usuário, que adiciona uma incógnita ao problema. (p. 32-3) Conforme Op.cit. (2008, p.33), em meados do ano de 1985 o sistema de GPS entrou oficialmente em funcionamento possuindo um total de 24 satélites artificiais em órbita, porém o posicionamento já era utilizado desde Posteriormente foram adicionados mais satélites ao sistema, Op.cit. (2008, p.33), afirma que [...] No final de 2005, 29 satélites estavam operacionais e, em junho de 2007, havia trinta satélites. Este sistema é dividido em três partes principais, com relação a isto Op.cit. (2008) enfatiza que: O GPS consiste de três segmentos principais: Espacial, Controle e de Usuários. Enquanto o primeiro está associado com a constelação dos satélites e seus sinais, o de Controle monitora e faz a devida manutenção do sistema. O sistema de Usuários do GPS é abrangente e continua a se ampliar. (p. 34) Um sistema bastante similar ao GPS é o sistema russo de posicionamento que possui o nome GLONASS, o mesmo foi desenvolvido em meados do ano de 1970, segundo Op.cit. (2008, p.34) ele foi criado para obter informações de tempo, posicionamento e velocidade com abrangência global, sendo concebido inicialmente para fins militares onde posteriormente o governo russo disponibilizou para uso civil. No final do ano de 1995 o sistema tornou-se inteiramente operacional com um total de 24 satélites em sua constelação.

16 15 Devido a problemas de manutenção a constelação do GLONASS teve uma grande diminuição no número de satélites operantes, Op.cit. (2008) faz a seguinte afirmação: [...] No fim de 2005 a constelação contava com apenas doze satélites e em alguns períodos esse número foi até menor. Por exemplo, no fim de 2006, apenas dez satélites estavam operacionais. Deve-se considerar, porém, que três satélites lançados no Natal de 2006 ainda não tinham entrado em operação naquele momento. (p. 34) Outro aspecto que é muito similar ao GPS refere-se aos segmentos principais, neste contexto Op.cit. (2008) enfatiza que: Da mesma forma que o GPS, o GLONASS é composto de três segmentos, sendo o segmento de usuários muito menor que o do GPS. (p. 35) Outro sistema que compõe o GNSS é o sistema europeu conhecido por Galileo, o mesmo foi criado diretamente para o uso civil diferentemente do GPS e do GLONASS que eram inicialmente sistemas militares, segundo Op.cit. (2008, p.35) a motivação para a implantação deste sistema foi devido aos europeus não serem permitidos de utilizar o sistema GPS, no período de 1998 a 1999 foram desenvolvidos vários estudos para implantação da constelação de satélites artificiais, referente a este contexto Op.cit. (2008) ressalta que: Em junho de 1999, baseado nos trabalhos anteriores realizados pelo Fórum Europeu do GNSS, o Ministério dos Transportes Europeu concordou com a fase de definição desse sistema, denominado Galileo, que é a contribuição europeia para o GNSS. Este será um sistema aberto e global, com controle civil, que deverá ser completamente compatível com o GPS (e, provavelmente, com o GLONASS), mas independente. (p. 35) Conforme Op.cit. (2008, p.35) os aspectos estruturais e as características de implantação do sistema foram estabelecidos no período de 1999 a 2002, onde foram realizados estudos sobre o aspecto estrutural e o conjunto espacial do sistema Galileo. Esta etapa de estudos foi de grande relevância para a concepção e implantação do mesmo. De acordo com a procedência do projeto Op.cit. (2008) afirma que: Em seguida, com aprovação da continuidade do Galileo em 26 de março de 2003, teve início a fase de desenvolvimento do sistema, em que estão o planejamento e a validação do Galileo. Essa fase deve consolidar os requisitos iniciais, o desenvolvimento dos satélites e as componentes do terreno, bem como a validação dos satélites em órbita. O primeiro satélite experimental foi lançado em dezembro de 2005 e denominado GIOVE (Galileo In-Orbit Validation Element) A. O lançamento do segundo estava previsto para Os primeiros quatro satélites operacionais, de um total de trinta, devem ser lançados em 2008 para validação final dos segmentos espacial e terrestre. Os demais satélites operacionais devem ser lançados na fase de implementação do sistema, por um consórcio privado, momento em que o sistema deverá alcançar a capacidade operacional. A fase operacional, na qual os serviços

17 16 serão oferecidos e a manutenção do sistema iniciada, deve ter início em 2011 (COM, 2006). (p. 35-6) Referente ao sistema chinês Compass/Beidou que é mais um dos integrantes do GNSS é válido mencionar conforme Op.cit. (2008, p. 36) que no dia 11 de abril de 2007 a China realizou o lançamento do quinto satélite para compor a constelação do seu sistema de posicionamento. Com início em 1983 o sistema Compass/Beidou inicialmente foi utilizado em órbitas geoestacionárias, diante disto Op.cit. (2008) faz a seguinte afirmação: [...] O primeiro satélite foi lançado em 2000 e a expectativa é que por volta de 2008 o sistema esteja pronto para serviços de navegação na China e em regiões vizinhas. E, gradualmente, poderá tornar-se um sistema global. (p. 36-7) Posteriormente a China lançará mais satélites em órbita para aprimorar o sistema de posicionamento Compass, diante deste contexto Op.cit. (2008) ressalta que: A partir das informações disponíveis atualmente, a china deverá lançar uma série de satélites para criar o sistema Compass Navigation Satellite System, que diferirá um pouco dos demais. Enquanto GPS, Galileo e GLONASS utilizam satélites de órbitas médias, o Beidou (ou Compass) deverá posicionar cinco de seus satélites em órbitas geoestacionárias, tendo os demais (por volta de trinta) órbitas similares às dos GNSS. (p. 37) As últimas atualizações referentes ao número total de satélites de posicionamento em órbita são citadas pelo Instituto GEOeduc em sua página on-line no dia 06 de Abril de 2015, onde mesmo afirma que: Com os lançamentos realizados na semana passada, a constelação do sistema russo Glonass agora possui 28 satélites, sendo 24 operacionais. Já o GPS conta com 32 veículos em órbita, com 30 operacionais. Por sua vez, o sistema europeu Galileo chegou a 8 satélites, com 4 operacionais e o chinês Beidou já possui 17, sendo 16 operacionais. 2.1 Sistema Geodésico de Referência É a representação da superfície terrestre por meio de uma imagem, que servirá de referência para determinar o posicionamento. Referente a este assunto o IBGE (2017a) cita que o mesmo, é o: Sistema de referência composto por uma figura geométrica representativa da superfície terrestre, posicionada no espaço, permitindo a localização única de cada ponto da superfície em função de suas coordenadas tridimensionais, e materializado

18 17 por uma rede de estações geodésicas. Coordenadas, como latitude, longitude e altitude, necessitam de um sistema geodésico de referência para sua determinação. Atualmente o sistema de referência utilizado no Brasil é o SIRGAS2000 (Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas) quanto a esse sistema o IBGE (2017a) afirma que: Desde 25 de fevereiro de 2015, o SIRGAS2000 (Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas) é o único sistema geodésico de referência oficialmente adotado no Brasil. Entre 25 de fevereiro de 2005 e 25 de fevereiro de 2015, admitia-se o uso, além do SIRGAS2000, dos referenciais SAD 69 (South American Datum 1969) e Córrego Alegre. O emprego de outros sistemas que não possuam respaldo em lei, pode provocar inconsistências e imprecisões na combinação de diferentes bases de dados georreferenciadas. Diferentemente dos sistemas SAD 69 e Córrego Alegre (CA) que possuem como referenciais a superfície terrestre, o referencial do SIRGAS2000 é em relação ao centro de massa do planeta, no que diz respeito a isto o IBGE (2017a) explica que: São sistemas de concepção diferente. Enquanto a definição/orientação do CA/SAD 69 é topocêntrica, ou seja, o ponto de origem e orientação está na superfície terrestre, a definição/orientação do SIRGAS2000 é geocêntrica. Isto significa que esse sistema adota um referencial que tem a origem dos seus três eixos cartesianos localizada no centro de massa da Terra. Além disso, as redes de referência que materializam esses sistemas foram determinadas com técnicas de posicionamento diferentes. Enquanto que no caso do CA e SAD 69 foram utilizadas basicamente técnicas clássicas (triangulação e poligonação), no SIRGAS2000 foram empregados os sistemas globais de navegação (posicionamento) por satélites GNSS. Uma das principais vantagens de utilizar o sistema de referência SIRGAS2000 que foi definido o oficial do país, é a sua ligação direta ao GNSS, ou seja, ao utilizar esta referência o posicionamento já será vinculado a rede geodésica global. O IBGE (2017a) esclarece que: Adotando-se o referencial geocêntrico, é possível fazer uso direto da tecnologia GNSS (Global Navigation Satellite Systems, ou Sistemas Globais de Navegação por Satélites), importante ferramenta para a atualização de mapas, nas obras e atividades de infraestrutura no país, controle de frota de empresas transportadoras, navegação aérea, marítima e terrestre em tempo real. O SIRGAS2000 permite o alcance de uma maior precisão no mapeamento do território brasileiro e, consequentemente, no seu ordenamento, bem como na demarcação de suas fronteiras. Além disso, a adoção desse sistema na América Latina tem contribuído para o fim de uma série de problemas de discrepância entre as coordenadas obtidas com o uso dos sistemas GNSS (especialmente GPS e GLONASS nos dias de hoje) e aquelas extraídas dos mapas utilizados anteriormente no continente.

19 Sistema de Coordenadas No que se refere a posicionamento é possível utilizar dois tipos de sistemas de coordenadas, sendo um de coordenadas geográficas que são identificadas por unidades de medida angular, ou seja, grau ( ), minuto ( ) e segundo ( ), complementada pela abreviação N ou S para os hemisfério norte e sul respectivamente e pela abreviação E para leste (East) ou W para oeste (West), já o outro sistema refere-se a coordenadas planas que utilizam valores lineares, esse sistema baseia-se na projeção UTM (Universal Transversa de Mercator), esta projeção é cilíndrica e recebe o nome de transversa devido ao eixo do cilindro secante encontrar-se no plano do equador, é utilizada internacionalmente em representações da superfície terrestre, porém é limitada pelas latitudes 80 S e 84 N diferentemente das geográficas que podem ser utilizadas em qualquer ponto do globo. A figura 1 representa este sistema de projeção. Figura 1. Esquema da projeção UTM 1. Fonte: DOMINGUES, No sistema de coordenadas geográficas a latitude origina-se no equador 0 e pode variar até 90 em direção ao pólo norte ou ao pólo sul, sendo que as do hemisfério norte recebem o sinal positivo e as do sul sinal negativo. Em relação a longitude a origem da mesma situa-se no meridiano de Greenwich sendo 0 neste ponto, sua medição é realizada na direção leste ou oeste prevalecendo a mais próxima, variando de 0 a 180 graus, onde as longitudes a oeste da origem são negativas e a leste positivas. Na projeção UTM o cilindro 1 Disponível em: < oordenadas_%20utm.pdf>. Data de Acesso 20 de Agosto de 2017.

20 19 transverso secante é dividido e numerado de 1 a 60, cada um dos 60 fusos possuem 6 de longitude, sua origem é a 180 do meridiano de Greenwich que também pode ser chamado de antimeridiano de Greenwich, tomando-se o pólo norte como referencial a contagem dos fusos é efetuada no sentido anti-horário, além dos fusos a projeção UTM também é dividida em zonas ou faixas que possuem 4 de latitude a partir do equador sendo para o hemisfério norte ou para o hemisfério sul, essas zonas são representadas pelas letras do alfabeto. Na projeção UTM a latitude possui o valor m no equador sendo que no hemisfério sul os valores decrescem em direção ao pólo sul já no hemisfério norte os valores são crescentes e iniciam de 0 m logo após a linha do equador até m em direção ao pólo norte, já na longitude o valor atribuído a cada meridiano central é m onde os valores são crescentes a leste e decrescentes a oeste do meridiano central. As coordenadas neste sistema são indicadas pelas letras N (North) representando a latitude e pela letra E (East) representando a longitude. O Brasil possui um total de 8 fusos UTM, o sistema UTM brasileiro abrange os fusos de numeração 18, 19, 20, 21, 22, e 25. Percebe-se que o fuso a ser utilizado no presente trabalho é o de número 24 e a zona de letra M, pois o mesmo abrange o estado do Ceará. A figura 2 ilustra os fusos e zonas presentes no território brasileiro. Figura 2. Fusos e zonas UTM do território brasileiro.

21 Máscara de Elevação Este tópico refere-se a uma configuração tanto no receptor GNSS quanto no software de pós-processamento, a mesma determina o ângulo de corte que elimina os sinais ruidosos de satélites que estejam muito próximos a linha do horizonte, a máscara de elevação com um ângulo menor provoca uma coleta de sinais com ruídos, já um ângulo maior elimina sinais de vários satélites prejudicando a qualidade do ponto, o ângulo ideal deve está configurado em torno de 15º. 2.4 Multicaminho O multicaminho é um efeito muito conhecido na recepção dos sinais emitidos pelos satélites, ao instalar um receptor GNSS próximo de objetos e/ou superfícies refletoras o mesmo passa a receber um sinal direto seguido de um sinal refletido, ambos são captados pela antena do receptor afetando a acurácia do levantamento, referente a isto tem-se o seguinte trecho afirmado pelo autor Monico (2008): O efeito provocado pelo multicaminhamento do sinal é bem descrito pelo próprio nome. O receptor pode, em algumas circunstâncias, receber, além do sinal que chega diretamente à antena, sinais refletidos em superfícies vizinhas a ela, como construções, carros, árvores, massa d água, cercas etc. (p. 221) O efeito do multicaminho é ilustrado na figura 3, vale ressaltar que é de grande importância ter precaução no que diz respeito ao local escolhido para instalação do receptor assim como a utilização de algumas técnicas especiais com intuito de reduzir ao máximo este efeito, já que o mesmo não pode ser totalmente eliminado. Segundo os autores Polezel; Souza; Monico (2004, p.3) existem algumas técnicas que mitigam o efeito do multicaminho, essas técnicas são as seguintes: Planejamento das observações, Antenas especiais, Processamento espacial de várias antenas, Calibração da estação e Coleta de dados por maior período de tempo. Dentre essa variedade de técnicas será aplicada neste trabalho a técnica da coleta de dados por maior período de tempo, com a finalidade de diminuir o efeito do multicaminho.

22 21 Figura 3. Ilustração da ocorrência de multicaminho. Fonte: MONICO, 2008, p PDOP A qualidade do posicionamento depende muito da geometria em que os satélites encontram-se dispostos acima do receptor GNSS, essa característica é chamada de DOP (Dilution of Precision) que em português significa diluição da precisão. Diante da diversidade de tipos de DOP, o mais importante no âmbito de posicionamento é o PDOP (Position Dilution of Precision), que em português significa diluição da precisão da posição. Quanto ao PDOP o IBGE (2008), afirma que: O PDOP é o DOP para posicionamento tridimensional. Vale ressaltar que, quanto menor o seu valor, melhor a precisão esperada. Em termos práticos, o PDOP está relacionado com o inverso do volume do sólido formado entre as antenas do receptor e dos satélites sendo rastreados, onde volumes maiores proporcionam PDOP menores. (p. 7) A figura 4 demonstra a disposição dos satélites e o PDOP de cada situação. Figura 4. PDOP. Fonte: IBGE, 2008, p. 7.

23 22 3 TÉCNICAS DE POSICIONAMENTO De acordo com o IBGE (2008, p.6) existem diferentes técnicas de posicionamento e variáveis nas quais resultam em diferentes precisões que abrangem dos milímetros aos metros. O processo de posicionamento é realizado com embasamento na fase de batimento da onda portadora e/ou da pseudodistância, sendo que a medida da fase da onda portadora é utilizada em posicionamentos que requerem precisões milimétricas, já a pseudodistância é utilizada onde a exigência da precisão do trabalho pode ser dada em metros. Devido a isto existem diferentes tipos de receptores, conforme a necessidade da precisão requerida pode ser utilizado receptor de navegação, receptor topográfico ou receptor geodésico. A principal diferença entre eles é a capacidade de rastreamento dos dados dos satélites, pois mesmo os dados sendo comum a todos eles, a tecnologia do equipamento, implicará na capacidade de obtenção desses dados. Enquanto um receptor de navegação rastreia apenas a pseudodistância, um geodésico tem a capacidade de rastrear a fase das portadoras L1/L2, ou seja, são receptores de dupla freqüência que conseguem obter precisões milimétricas no posicionamento. Como visto anteriormente a tecnologia empregada na construção do equipamento resulta em precisões distintas, porém, outro aspecto que influencia diretamente na precisão do levantamento é a técnica de posicionamento utilizada na obtenção das coordenadas. Em relação ao movimento da antena na execução do levantamento, o posicionamento pode ser considerado estático ou cinemático, no estático o equipamento permanece imóvel durante o tempo de rastreio das coordenadas, já no cinemático é permitido o deslocamento do equipamento durante o levantamento. No que se refere à obtenção das coordenadas do ponto, existe o resultado em tempo real, ou seja, coordenada obtida no ato do levantamento e o pós-processado, onde a coordenada do ponto é obtida após a manipulação dos dados através de softwares específicos para tal finalidade. Outro aspecto que difere o tipo de posicionamento são as coordenadas referenciais, em levantamentos onde há disponibilidade de coordenadas conhecidas servindo como estação referencial, tem-se um posicionamento relativo, porém, quando não há disponível uma estação de referência o mesmo é denominado posicionamento por ponto. As técnicas de posicionamento existentes são: Posicionamento por Ponto a partir do Código C/A, Posicionamento por Ponto Preciso, Posicionamento Relativo Estático, Posicionamento Relativo Estático-rápido, Posicionamento Relativo Semicinemático e Posicionamento Relativo Cinemático.

24 Posicionamento por Ponto Este tipo de posicionamento é realizado com o uso de apenas um receptor, o mesmo também pode ser chamado de posicionamento absoluto e encontra-se dividido em dois métodos, um destes métodos é o posicionamento por ponto a partir do código C/A onde o referencial é determinado pelas efemérides transmitidas já o outro método consiste no posicionamento por ponto preciso (PPP) sendo baseado nas efemérides produzidas Posicionamento por Ponto a partir do Código C/A Segundo o IBGE (2008, p.7), neste tipo de posicionamento são utilizadas as efemérides transmitidas pelos satélites e a partir destas são obtidas informações tais como as coordenadas e o erro dos relógios dos satélites. Já as coordenadas e o erro do relógio do receptor são originados a partir do processamento de informações do código C/A enviado por no mínimo quatro satélites Posicionamento por Ponto Preciso (PPP) O PPP consiste em outro método de posicionamento por ponto onde as coordenadas são obtidas de maneira absoluta, ou seja, não dependem de uma referência de coordenadas conhecidas. Neste método as coordenadas são determinadas pelas efemérides produzidas pelo IGS (International GNSS Service), que são as órbitas e erro dos relógios dos satélites. Referente ao PPP o INCRA (2013) afirma que Com o posicionamento por ponto preciso, as coordenadas do vértice de interesse são determinadas de forma absoluta, portanto, dispensa o uso de receptor instalado sobre um vértice de coordenadas conhecidas. (p.13) 3.2 Posicionamento Relativo Segundo o INCRA (2013, p.7) as coordenadas neste tipo de posicionamento são obtidas de um referencial materializado de um ou mais pontos que já possuem coordenadas estabelecidas, em posicionamentos relativos é necessário que um dos dois receptores desempenhe a função de estação base, ou seja, permaneça estacionado sobre o ponto de coordenadas conhecidas, conforme o demonstrado na figura 5.

25 24 Figura 5- Posicionamento Relativo. Fonte: INCRA, 2013, p. 8. Diante do contexto apresentado anteriormente, a utilização desta técnica de posicionamento, requer equipamentos receptores que consigam receber os dados de fase disponibilizados pelos satélites. A fase de batimento da onda portadora é indispensável para se conseguir resultados precisos com esta técnica de posicionamento. No entanto, a pseudodistância pode ser utilizada conjuntamente com a fase ou, até mesmo, isoladamente. (IBGE, 2008, p. 9) Ainda com base nas informações do texto, vale ressaltar que geralmente são utilizados dois equipamentos, um permanece como base e outro atua na função móvel, onde o móvel depende das informações da base. O princípio básico desta técnica de posicionamento é minimizar as fontes de erro através da diferença entre observações recebidas simultaneamente por receptores que ocupam duas estações. (IBGE, 2008, p. 9). Devido às inúmeras condições e possibilidades ligadas ao posicionamento, os resultados podem ser os mais variados possíveis. Há uma dificuldade muito grande em definir valores que representem a precisão do posicionamento geodésico com GPS, tendo em vista todas as variáveis que influenciam essa precisão. Neste sentido vários pesquisadores vêm trabalhando para definir de forma mais confiável e realística possível os valores para a precisão posicional em função do comprimento da linha de base, do tempo de observação e do tipo de equipamento utilizado (L1 e L1/L2). Entretanto, devido às dificuldades em determinar esses valores de forma homogênea, ainda não há resultados definitivos que expressem as relações entre essas variáveis e a precisão. (IBGE, 2008, p.11) Com base neste contexto, o IBGE (2008, p.11), apresenta uma tabela relacionando variáveis como: o comprimento da linha de base, o tempo de permanência e o tipo de equipamento

26 25 utilizado, com isto têm-se a noção de como proceder de forma adequada, conforme a real necessidade do levantamento. A tabela 1 apresenta a relação das variáveis e o resultado obtido. Tabela 1. Precisão do posicionamento relativo em função do tempo da observação, equipamento e comprimento da linha de base. Linha de Tempo de Equipamento Precisão Base observação Utilizado Km min L1 ou L1/L mm + 1 ppm Km min L1 ou L1/L mm + 1 ppm Km min L1 ou L1/L mm + 1 ppm Km hr L1/L2 5 mm + 1 ppm Km mínimo. 03 hr L1/L2 5 mm + 1 ppm >100 Km mínimo. 04 hr L1/L2 5 mm + 1 ppm Fonte: IBGE, 2008, p Posicionamento Relativo Estático Conforme o IBGE (2008, p.9-10), neste tipo de posicionamento, os receptores devem permanecer estacionados durante todo o levantamento, o equipamento da base permanece no ponto de coordenadas conhecidas e o equipamento móvel no vértice de coordenadas a serem determinadas, o tempo de permanência possui duração de alguns minutos a até varias horas, essa variação do tempo de permanência no rastreio depende do comprimento da linha de base, do tipo de equipamento e da precisão requerida. Quanto a isto o IBGE (2008) considera que, Levantamentos realizados em linha de base com comprimento inferior a 10 km, cujos receptores estejam estacionados em locais onde não haja ocorrência de obstrução e sob condições ionosféricas favoráveis, 20 minutos são suficientes para se conseguir solução das ambiguidades com receptores de simples frequência. Esta situação se modifica conforme as condições de localização das estações e com o comprimento da linha de base. No caso de linhas de base maiores que 10 km recomenda-se a utilização de receptores de dupla freqüência, bem como a utilização de efemérides e do erro do relógio do IGS. (p.10)

27 Posicionamento Relativo Estático-rápido Essa técnica utiliza o mesmo princípio do método relativo estático, diferindo apenas no tempo de permanecia da coleta de dados, quanto a esta técnica o INCRA (2013) aborda que O posicionamento relativo estático-rápido é similar ao relativo estático, porém, a diferença básica é a duração da sessão de rastreio, que neste caso, em geral é inferior a 20 minutos. (p. 9). Sua vantagem consiste na produtividade e no desligamento do equipamento móvel durante os intervalos entre os vértices, o INCRA (2013) cita que Por não haver necessidade de manter o receptor coletando dados no deslocamento entre os vértices de interesse, esse método é uma alternativa para os casos onde ocorram obstruções no intervalo entre os vértices de interesse. (p. 9) Posicionamento Relativo Semicinemático Possui muita similaridade com o método estático-rápido, porém a diferença básica consiste no tempo de permanência do rastreio de cada vértice ou ponto. Neste método o equipamento deve permanecer ligado durante todo o trabalho, diferentemente do estáticorápido que permite o desligamento entre as estações. No que diz respeito a este método o INCRA (2013) afirma o seguinte trecho: Este método de posicionamento é uma transição o estático-rápido e o cinemático. O receptor que ocupa o vértice de interesse permanece estático, porém num tempo de ocupação bastante curto, necessitando coletar dados no deslocamento entre um vértice de interessa e outro. Quanto maior a duração da sessão de levantamento com a coleta de dados íntegros, sem perdas de ciclos melhor a precisão na determinação de coordenadas. (p. 9) Posicionamento Relativo Cinemático Nesta técnica de posicionamento um dos equipamentos é fixado no vértice de referência, ou seja, desempenha a função base, já o equipamento móvel é deslocado através do percurso obtendo os dados e traçando uma trajetória de pontos conforme o percorrer dos vértices de interesse, percebe-se que pela suas características a mesma não deve ser utilizada onde há muitos obstáculos no decorrer do percurso. Referente a esta técnica o INCRA (2013) afirma o seguinte trecho:

28 27 No posicionamento relativo cinemático, enquanto um ou mais receptores estão estacionados no(s) vértices(s) de referência, o(s) receptor(es) que coleta(m) dados dos vértices de interesse permanece(m) em movimento. A cada instante de observação, que coincide com o intervalo de gravação, é determinado um conjunto de coordenadas. (p. 9-10) Diante desta variedade de técnicas o IBGE (2008, p.11) apresenta o resumo das precisões obtidas em cada técnica, conforme a tabela 2. Tabela 2. Precisões das técnicas de posicionamento Técnica Observação Precisão (nível de confiança de 68,2 %) Por ponto Convencional Pseudodistância 15,3 m Preciso Pseudodistância e fase 0,02 m Relativo Estático DD pseudodistância e fase 0,01 a 1 ppm Estático-rápido DD pseudodistância e fase 1 a 10 ppm Semicinemático DD pseudodistância e fase 1 a 10 ppm Cinemático DD pseudodistância e fase 1 a 10 ppm Fonte: IBGE, 2008, p. 11. Dentre as várias técnicas de posicionamento citadas neste contexto, a utilizada no presente trabalho foi a do posicionamento relativo estático devido a boa precisão que esta técnica proporciona, de acordo com o IBGE (2008, p.9) o posicionamento relativo é o mais indicado para levantamentos vinculados a rede geodésica Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo Segundo o IBGE (2017b) a utilização da tecnologia GNSS induziu uma grande expansão ao sistema de navegação e posicionamento global. Os trabalhos geodésicos e topográficos passaram a ser realizados de forma mais rápida, precisa e econômica. (IBGE, 2017b). É bastante notória a utilização cada vez mais freqüente do método relativo, seja em levantamentos geodésicos ou topográficos. O ponto referencial indispensável neste tipo de método é justamente a estação RBMC, com isto, elimina-se a necessidade de utilizar um receptor GNSS instalado em um ponto ou vértice de referência, vale ressaltar que mesmo havendo uma referência de coordenadas conhecidas nas proximidades do levantamento, nem sempre o acesso a estes pontos será possível, porém através de uma estação RBMC torna-se possível a realização do trabalho. Em relação aos dados obtidos a partir da RBMC, os

29 28 mesmos são bastante precisos e provenientes de receptores confiáveis, de boa tecnologia e de grande confiabilidade. No que diz respeito ao aspecto físico, As estações da RBMC são materializadas através de pinos de centragem forçada, especialmente projetados, e cravados em pilares estáveis. (IBGE, 2017b). De acordo com a Instituição, grande parte dos receptores rastreia satélites GPS e GLONASS, e outros somente GPS. Constantemente os mesmos coletam e gravam os dados obtidos nas observações, dados estes, que foram enviados a partir dos satélites constituintes das constelações em órbita. Cada estação possui um receptor e antena geodésica, conexão de internet e fornecimento constante de energia elétrica, que possibilita a operação continua da estação. (IBGE, 2017b). A figura 6 apresenta as estações existentes no território brasileiro. Figura 6. Localização das estações da RBMC 1. 1 Disponível em <ftp://geoftp.ibge.gov.br/informacoes_sobre_posicionamento_geodesico/rbmc/cartogramas/rbmc_2016.pn g >. Acesso em 27 de Setembro de 2017.

30 29 As coordenadas obtidas a partir das estações RBMC fazem parte do Sistema de Referência Geocêntrico das Américas (SIRGAS), o IBGE (2017b) cita que [...] as coordenadas finais tem precisão da ordem de ± 5 mm, configurando-se como uma das redes mais precisas do mundo. Em relação ao funcionamento Op.cit. faz a seguinte afirmação: A operação das estações da RBMC é totalmente automatizada. As observações são organizadas, ainda na memória do receptor, em arquivos diários, correspondendo a sessões iniciando às 00h 01min e encerrando às 24h 00min (tempo universal), com intervalo de rastreio de 15 seg. (IBGE, 2017a) De acordo com Op.cit. (2017b) após o término de cada sessão, os dados das observações são enviados dos receptores para o Centro de Controle da Rede Brasileira De Monitoramento Contínuo dos sistemas GNSS RBMC - Kátia Duarte Pereira, na Coordenação de Geodésia, localizada no Rio de Janeiro - RJ. Então são criados novos arquivos na estrutura padrão RINEX2 onde os dados obtidos passam por um processamento e inspeção de qualidade, após esta etapa os arquivos RINEX2 juntamente com as órbitas obtidas nas observações são inseridas em um arquivo compactado disponível para download na página do IBGE, [...] realizem o download através da página do IBGE (RBMC) ou solicitem os dados diretamente ao IBGE através do ibge@ibge.gov.br. (IBGE, 2017b). A mesma adverte que é sempre importante verificar a situação em que se encontra a estação antes de efetuar o levantamento. Para ter acesso aos dados da RBMC o usuário deve efetuar um cadastro na página da instituição para que possa ter acesso ao download de produtos e serviços disponibilizados pelo IBGE. As informações necessárias para realizar o cadastro, encontram-se disponíveis na figura 7.

31 30 Figura 7. Cadastro para download de produtos na página do IBGE Informações sobre estação RBMC Crato-CE Dentre as estações RBMC presentes no território brasileiro a estação utilizada no presente trabalho é a que está localizada no campus URCA Pimenta no município de Crato- CE, a figura 8 apresenta algumas informações sobre a referida estação. 1 Disponível em < Acesso em 27 de Setembro de 2017.

32 31 Figura 8. Relatório da estação Crato-CE 1. NOME DA ESTAÇÃO: TIPO: Estação GPS ORIGEM: Ajustada MUNICÍPIO: Crato DATUM: SIRGAS 2000 LOCALIZAÇÃO: Sobre uma viga de sustentação da laje, do bloco do curso de enfermagem. DESCRIÇÃO: Marco de concreto retangular medindo 0,20 m x 0,20 m x 1,0 m. No topo um pino de centragem forçada. Abaixo do topo chapa medindo 0,06 m de diâmetro estampada SAT Disponível em < Acesso em 27 de Setembro de 2017.

33 32 4 PROCEDIMENTO PRÁTICO COM RECEPTOR GNSS No procedimento prático do presente trabalho foi inserido um marco de concreto no jardim próximo a biblioteca da URCA, campus Crajubar, conforme a figura 9. Figura 9. Marco de concreto inserido no jardim da biblioteca Campus URCA Crajubar. Dando continuidade ao trabalho foi realizado o manuseio dos equipamentos assim como a conferência da integridade dos mesmos, conforme figura 10. O receptor GNSS utilizado na coleta de dados foi o Hi-Target modelo V30 que foi disponibilizado pelo professor e orientador Paulo Ricardo Evangelista de Araújo. Figura 10. Receptor GNSS, marco de concreto, tripé e boca de lobo.

34 33 Em seguida foi realizada a instalação, centralização e travamento do tripé para receber adequadamente o receptor GNSS, conforme figura 11. Figura 11. Instalação do tripé. Após a instalação do tripé foi instalado o receptor GNSS na base fixada no tripé, em seguida o mesmo foi inicializado e configurado através da coletora, figura 12. Figura 12. Configurações do equipamento, através da coletora. As principais configurações realizadas foram o nome do arquivo que neste caso foi atribuído URCA JUA, altura do centro de fase da antena do equipamento sendo 1,562 m, o intervalo de gravação das coordenadas que foi de 1 coordenada a cada segundo e a máscara de

35 34 elevação que fora definida em 15 graus. Após todo o procedimento de configuração o receptor iniciou o processo de coleta de dados, conforme figura 13, permanecendo no rastreio por aproximadamente 1 hora e 15 minutos, porém, conforme a tabela 2, o tempo de observação necessário seria de 10 a 30 minutos devido à precisão requerida ser de 5 a 10 mm + 1ppm, ao tipo de equipamento ser L1/L2 e a distância entre o campus URCA Pimenta e o campus URCA Crajubar ser de aproximadamente 10 km estando situada no intervalo da linha de base que é de 10 a 20 km, Uma importante observação a ser feita diz respeito ao efeito do multicaminho, ou seja, a reflexão dos sinais por parte da estrutura da biblioteca, este é um problema enfrentado frequentemente no âmbito de coleta de dados devido à proximidade de objetos e/ou estruturas, interferindo na acurácia do levantamento, devido a isto o equipamento permaneceu na coleta de dados por período de tempo maior do que o recomendado na tabela 2, este acréscimo no tempo de rastreio consiste em uma técnica de mitigação do efeito multicaminho que é baseada na mudança da geometria das reflexões ao longo do tempo. Figura 13. Receptor GNSS efetuando o rastreamento.

36 35 5 PÓS-PROCESSAMENTO DOS DADOS DO LEVANTAMENTO Alguns dias após a coleta do ponto com o receptor Hi-Target modelo V30, foi realizado o descarregamento dos dados binário do equipamento para o computador e a conversão para arquivo Rinex através do software HGO que processa dados do receptor Hi- Target. Em seguida realizou-se o login no site do IBGE conforme mostrado anteriormente efetuou-se a pesquisa das estações RBMC onde foi selecionada a estação de Crato-CE, conforme a figura 14. Figura 14. Pesquisa estação RBMC de Crato-CE 1. Em seguida foi selecionada e consultada a data do levantamento do ponto, conforme figura 15. Figura 15. Seleção e consulta da data do levantamento 2. 1 Disponível em< Acesso em: 02 de Outubro de Disponível em< Acesso em: 02 de Outubro de 2017.

37 36 Após a realização da consulta, ficaram disponíveis para download o arquivo Rinex e o relatório em arquivo PDF da estação RBMC de Crato-CE, conforme figura 16. Figura 16. Rinex e descritivo da RBMC de Crato-CE 1. Posteriormente ao download dos arquivos foi realizado o pós-processamento dos dados no software GNSS Solutions Versão Ao utilizar o software inicialmente configurou-se o ambiente de trabalho, conforme apresentado na figura 17. Figura 17. Criando e predefinindo o projeto Ponto URCA Crajubar no software GNSS Solutions Versão Disponível em< Acesso em: 02 de Outubro de 2017.

38 37 Nas predefinições, na guia Região devem ser definidos o sistema de referência espacial (em coordenadas UTM deve-se atentar para o fuso e a zona em que se está trabalhando), o fuso horário (em UTC) e a unidade linear (metros ou pés). Neste projeto foram definidos os seguintes aspectos: Sistema de referência espacial: BRAZIL / SIRGAS2000 / UTM zone 24S (Essa definição está de acordo com a zona UTM em que o estado do Ceará encontra-se localizado); Fuso horário: (UTC -03:00) Brasília (Referente ao horário oficial) Unidade linear: Metros Em seguida na guia Generalidades, em Controle de Qualidade determino-se a precisão desejada do projeto nas janelas Horizontal e Vertical. Após inserir os valores clicou-se na opção OK. Então apareceu uma janela com várias opções, dentre as opções disponíveis clicou-se na opção Importar dados brutos de ficheiros ou dispositivos ProMark/Proflex. Dando prosseguimento foram acessadas as pastas que contém os arquivos rinex da estação RBMC de referência e do rastreio do levantamento, então na guia Processo clicou-se na opção Definir pontos de controle e selecionou-se o ficheiro referente à estação de Crato-CE, definindo-a como ponto de controle. Logo após efetuou-se a alteração dos valores das coordenadas UTM N e UTM E assim como o da altura elipsoidal, do referido ponto de controle de acordo com as informações contidas no descritivo que foi baixado anteriormente, as coordenadas do arquivo rinex e do descritivo encontram-se apresentadas na tabela 3. Tabela 3. Coordenadas UTM disponíveis no arquivo rinex e no descritivo da estação RBMC de Crato-CE. Coordenadas Rinex Descritivo Sigma (95%) UTM (N) m m m UTM (E) m m m A tabela 4 apresenta os valores da altura elipsoidal presente no rinex e no descritivo da referida estação.

39 38 Tabela 4. Altura elipsoidal do arquivo rinex e do descritivo da estação RBMC de Crato-CE. Rinex Descritivo Sigma (95%) Altura Elipsoidal m m m A janela do software GNSS Solutions Versão 3.80 para alteração de valores das coordenadas e da altura elipsoidal é apresentada na figura 18. Figura 18. Janela para alteração dos dados da estação com os devidos valores ajustados. Após a alteração dos dados clicou-se na opção OK e em seguida na guia Processo clicou-se na opção Processar todas as Baselines, outra maneira de realizar este processamento seria pressionando a tecla F5. Aguardou-se o processamento das Baselines e em seguida na guia Vectores observou-se o resultado obtido na aba Solução, nesta aba pode aparecer o nome fixo ou flutuar, quando o nome fixo é apresentado o processamento dos dados obteve um bom resultado, porém quando o nome flutuar é apresentado deve-se realizar uma nova coleta de dados, neste processamento a solução apresentou o nome fixo. Após o processamento, na guia Ajuste, clicou-se na opção Ajustar Rede que também poderia ter sido efetuado através da tecla F7, com isto obteve-se coordenadas corrigidas e ajustadas. A figura 19 ilustra o ajustamento das coordenadas finais.

40 39 Figura 19. Coordenadas ajustadas, levantamento URCA Crajubar. Após o processo de ajustamento clicou-se na opção Relatório de Levantamento de Terreno na guia Exportar para obtenção do relatório de processamento dos dados, esse relatório também poderia ser gerado através da tecla F9, o relatório do presente trabalho encontra-se em anexo. A tabela 4 apresenta os dados coletados que foram gravados no arquivo rinex e os dados obtidos após o processamento no software GNSS Solutions. Tabela 5. Coordenadas UTM coletadas e ajustadas ponto URCA Crajubar. Coordenadas Rinex Ajustada Sigma (95%) UTM (N) m m m UTM (E) m m m Obteve-se também a correção e o ajustamento da altura elipsoidal, conforme apresentado na tabela 6. Tabela 6. Altura elipsoidal do arquivo rinex e ajustada ponto URCA Crajubar. Rinex Ajustada Sigma (95%) Altura Elipsoidal m m m

41 40 Posteriormente a etapa de ajustamento dos dados as coordenadas obtidas foram inseridas em um marcador nomeado URCA JUA no software Google Earth Pro, em seguida realizou-se a visualização e foi averiguado que o mesmo estava nas proximidades do local onde foi realizada a coleta de dados conforme ilustra a figura 20, vale ressaltar que o próprio sistema do software realiza um arredondamento nas coordenadas interferindo na posição final do marcador, que neste caso deslocou-se um pouco do local onde o marco de concreto foi alocado. Figura 20. Visualização das coordenadas no Google Earth Pro.