UNIVERSIDADE TUIUTI DO PARANÁ PÓS-GRADUAÇÃO EM GEORREFERENCIAMENTO DE IMÓVEIS RURAIS

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1 UNIVERSIDADE TUIUTI DO PARANÁ PÓS-GRADUAÇÃO EM GEORREFERENCIAMENTO DE IMÓVEIS RURAIS COMPARATIVO DE COORDENADAS GEOGRÁFICAS COLETADAS ATRAVÉS DE DIFERENTES RECEPTORES DE SISTEMA DE POSICIONAMENTO GLOBAL (GPS) CURITIBA

2 GIULIANO CARVALHO LUIZ GUSTAVO MODESTI NILSO BARROS JUNIOR COMPARATIVO DE COORDENADAS GEOGRÁFICAS COLETADAS ATRAVÉS DE DIFERENTES RECEPTORES DE SISTEMA DE POSICIONAMENTO GLOBAL (GPS) Relatório Técnico apresentado pelos alunos Giuliano Carvalho, Luiz Gustavo Modesti e Nilso Barros Junior como requisito parcial para a conclusão do Curso de Pós-graduação em Georreferenciamento de Imóveis Rurais. Orientador: Alex Sorria Medina CURITIBA

3 SUMÁRIO INTRODUÇÃO OBJETIVOS Objetivo Geral Objetivos Especificos MATERIAIS E MÉTODOS RESULTADOS E DISCUSSÕES Base Fixa Vértices CONSIDERAÇÕES FINAIS...12 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...13 ANEXOS...14

4 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Coordenadas UTM da base fixa ajustadas por receptor com suas respectivas diferenças...erro! Indicador não definido. Tabela 2 - Coordenadas UTM dos vértices coletadas com diferentes receptores....erro! Indicador não definido.

5 LISTA DE SIGLAS UTM Universal Transverso de Mercator GPS Sistema de Posicionamento Global RBMC Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatistica RINEX Receiver Independet Exchange

6 RESUMO A partir do surgimento do Sistema de Posicionamento Global GPS, a gama de aparelhos receptores vem aumento consideravelmente. Frente a diversidade de marcas e modelos desses aparelhos surge a duvida sobre a qualidade e operacionalidade dos mesmos. O trabalho em questão analisa a avaliação de resultados de coleta de campo de pontos iguais com diferentes marcas de receptores. Foram usados dois aparelhos, um da marca Leica e outro da marca Trimble, com fases L1/L2 e L1, respectivamente e coletados 04 vértices de uma poligonal com um tempo de rastreio de 20 minutos e um ponto de base fixa com rastreio de 04 horas. Os resultados apresentados após a correção do ponto de base fixa foram de 0,051 m na coordenada Norte e 0,106 m na coordenada Leste. Para os vértices, o ponto de maior diferença final total foi o ponto P4, com diferença de 0,826 m na coordenada Norte e 0,111 m da coordenada Leste. Constatou-se que os diferentes tipos de aparelhos não foi o fator que causou diferença na aquisição dos pontos, e sim a característica do local onde se encontrava os pontos, o que influenciou consideravelmente na qualidade dos pontos.

7 INTRODUÇÃO Um dos aparecimentos mais significativos da tecnologia utilizada nos levantamentos da superfície da Terra foi o surgimento do Sistema de Posicionamento Global GPS. No Brasil, os levantamentos utilizando essa tecnologia vêm sofrendo um aumento significativo nos últimos anos. O GPS é um sistema de navegação eletrônica baseada numa rede de satélites artificiais que permitem a obtenção instantânea do posicionamento tridimensional (latitude, longitude e altitude), velocidade e tempo (LAZAROTTO, 2000). Estas informações podem ser obtidas em qualquer ponto da superfície terrestre, a qualquer momento, sob diferentes condições atmosféricas, continuamente. No ponto de vista de eficiência de campo nos levantamentos geodésicos para fins topográficos, o GPS apresenta uma série de vantagens, entre elas podemos citar a dispensa de visibilidade entre os vértices. Desde o aparecimento do primeiro aparelho de GPS no Brasil, até os dias de hoje, formou-se uma grande gama de diferentes marcas de equipamentos com funções, preços e níveis de precisão diferentes. Duas das marcas mais conhecidas são a Leica e Trimble. Para os levantamentos topográficos, surge a questão sobre qual é o aparelho ideal que atenda as exigências do dia-a-dia do profissional levando em consideração seu custo, facilidade de operação e principalmente qualidade no trabalho executado. A grande oferta e promessas de maior eficiência por parte das revendas criam duvidas no momento de efetivar a aquisição desse equipamento. Frente a essas observações, o trabalho em questão, sugere a coleta de dados (pontos) com diferentes aparelhos receptores de GPS processando, tabelando e discutindo seus resultados. Para tal análise utilizamos dois aparelhos conhecidos, o primeiro é o receptor de GPS modelo GS 900 CS, da marca Leica e outro é o receptor Pro XT e 5700 da marca Trimble (Anexo 01). Em paralelo ao crescimento do uso de GPS, surge também um aumento nos métodos de posicionamento. Um dos mais conhecidos é o método relativo estático, onde dois ou mais GPS permanecem fixos observando os mesmos satélites durante todo o tempo de ocupação dos pontos, sendo que um dos receptores é instalado sobre um ponto de coordenadas conhecidas e o (s) outro (s) no (s) ponto (s) a determinar (MAIA, 1999). Essa metodologia contribui para a diminuição dos erros especialmente do erro do relógio do satélite, das efemérides e da propagação do sinal na atmosfera (MEDINA, 2007).

8 1 OBJETIVOS 1.1 OBJETIVO GERAL Determinar a existência ou não de diferenças relevantes entre resultados de diferentes receptores de GPS. 1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS - Analisar dados de base fixa entre diferentes marcas de receptores de GPS; - Analisar dados de vértices com diferentes marcas de receptores móveis de GPS.

9 2 MATERIAL E MÉTODOS O trabalho foi realizado no Município de Caçador-SC em área que faz parte do local denominado de Fazenda Cachoeira localizada entre as coordenadas N m e m e coordenadas E: m m. Para o estudo (Anexo 02), determinou-se um ponto identificado como base fixa e um polígono com quatro vértices (P1, P2, P3 e P4). Inicialmente, rastreou-se pelo período de cinco horas o primeiro ponto da base com o GPS 5700 L1/L2 da marca Trimble com precisão estática e rápido estática horizontal de 5mm + 0,5 ppm e Vertical de 5 mm + 1 ppm (GPS Sul, 2008) e com taxa de gravação de um segundo e ângulo de corte de quinze graus. Em seguida, os dados obtidos a campo foram processados com o programa Leica Geo Office, Versão 6.0 e ajustados através da rede brasileira monitoramento continuo (RBMC) homologadas pelo IBGE e instaladas na cidade de Curitiba-PR e Porto Alegre-RS. O local escolhido como ponto da base fixa fica livre de obstáculos que impeçam ou dificultem o rastreio do sinal do GPS (Anexo 03). Posteriormente a antena do aparelho GS 900 CS L1/L2 da marca Leica com precisão estática horizontal de 5mm + 0,5 ppm e Vertical de 5 mm + 0,5 ppm (Manfra, 2008) foi instalado no mesmo ponto base usado pelo aparelho Trimble pelo período de cinco horas com taxa de gravação de um segundo e ângulo de corte de quinze graus. Os dados coletados pelo receptor também foram processados através do programa Leica Geo Office, Versão 6.0 e ajustados através das bases de monitoramento continuo (RBMC) homologadas pelo IBGE e instaladas na cidade de Curitiba-PR e Guarapuava- PR. Os quatro vértices do polígono estão a uma distância média de metros da base (Anexo 04) fixa sendo o ponto P1 em área totalmente aberta, ponto P2 em área com vegetação em um lado apresentando uma altura média de 20 metros sendo o outro lado totalmente aberto, ponto P3 (Anexo 05) em área totalmente aberta e ponto P4 em área fechada com vegetação de Pinus spp. com altura média de 15 metros. O processo de coleta de dados dos vértices foi dividido em duas etapas. A primeira etapa foi a coleta de dados dos quatro vértices (P1, P2, P3 e P4) onde a antena do receptor Trimble modelo Pro XT L1 foi instalada sobre os vértices usando como apoio um tripé. A taxa de rastreio empregada foi de um segundo com ângulo de corte de quinze graus e tempo de ocupação de vinte minutos para cada vértice. Os dados coletados pelo receptor foram processados no programa Leica Geo Office, Versão 6.0 usando o método dos mínimos quadrados (MOVE3 3.4) usando com base para o ajuste as coordenadas da base fixa coletada pelo aparelho GS 900 CS L1/L2 da marca Leica e ajustadas no programa Leica Geo Office, Versão 6.0. A segunda etapa foi a coleta dos dados dos quatro vértices (P1, P2, P3 e P4) com o receptor da marca Leica modelo GS 900 CS L1/L2, usando o mesmo procedimento de coleta de informações adotadas com o aparelho Trimble e o mesmo programa de processamento. Para os processamentos, os dados coletados foram convertidos para o formato RINEX (Receiver Independet Exchange), que é um

10 formato universal utilizado para entrada de dados na maioria dos programas computacionais de processamento de dados obtidos com receptores de GPS. Foram desenvolvidas planilhas com informações comparativas com os resultados e diferenças dos rastreio ajustados dos diferentes receptores da base fixa e dos quatro vértices.

11 3 RESULTADOS E DISCUSSÕES 3.1 Base Fixa A tabela 1 apresenta as coordenadas topográficas da base fixa coletadas por cada receptor de GPS e corrigidas de acordo com o programa descrito nos materiais e métodos. Apresenta também a diferença em metros por coordenada de cada receptor. As diferenças entre as coordenadas foram centimétricas e entre os dois pontos ajustados foi a 0,011 metros. Tabela 1 Coordenadas UTM da base fixa ajustadas por receptor com suas respectivas diferenças. Coordenadas (UTM) Receptores 5700 GS 900 CS Diferença (m) Norte , ,238 0,051 Leste , ,411 0, Vértices Na tabela 2, são apresentados os valores ajustados dos pontos dos vértices, P1, P2, P3 e P4 dos rastreadores Trimble e Leica, onde V são vértices e D é diferença. O ponto P4, instalado em local circundado de reflorestamento com Pinus spp, especialmente na coordenada norte, apresentou a maior diferença de valores. Na coordenada Leste, a maior diferença ocorreu no ponto P2, onde 50% da circunferência ao seu redor apresenta vegetação nativa. Tabela 2 Coordenadas UTM dos vértices coletadas com diferentes receptores V Coord. Norte Coord. Norte D (m) Coord. Leste Coord. Leste D (m) Tipo Pro XT GS900CS Pro XT GS900CS P , ,563 0, , ,582 0,015 Fixo P , ,909 0, , ,531 0,119 Fixo P , ,377 0, , ,923 0,010 Fixo P , ,666 0, , ,680 0,111 Flutuante

12 4 CONSIDERAÇÕES FINAIS Nas condições em que foi realizado esse trabalho e com base nos resultados obtidos, pode-se concluir que, em relação a base fixa, onde foi calculado o ajustamento dos dados, em diferentes programas e utilizando diferentes RBMC. Obtemos com o ajustamento utilizando as RBMC de Curitiba e Guarapuava um melhor resultado em relação a triangulação. Mesmo assim não apresentou uma diferença significativa, estando ainda dentro dos parâmetros exigidos pelo INCRA conforme a norma. Também foi constatado que a diferença entre as bases, torna-se acumulativo em relação aos vértices, e demais dados coletados e ajustados em relação a base. No caso dos resultados dos pontos dos vértices, concluímos que em locais abertos, ou seja, sem obstáculos para a captação de sinal, a diferença entre os resultados dos diferentes equipamentos não são representativas, porém, quanto algum obstáculo dificulta o rastreio dos satélites, os resultados finais tornam-se consideráveis. O emprego desse trabalho mostrou que os equipamentos utilizados podem ser considerados semelhantes em seus desempenhos. Entretanto, sugere-se que novos estudos sejam realizados visando outros aspectos importantes no uso desses equipamentos.

13 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS GPS SUL, Produtos - GPS 5700 L1-L2 / Pro XT. Disponível em: < Acesso em: 02 fev, LAZZAROTTO, D.R. GPS - Sistema de posicionamento global. Disponível em: < Acesso em: 18 jan, MAIA, T.C.B Estudo e análise de poligonais segundo a NBR e o sistema de posicionamento global f. Dissertação (mmestrado em Transporte) Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo. MANFRA, Especificações Técnicas do GPS 900 CS Leica. Disponível em: < Acesso em: 02 fev, MEDINA, A.S. Métodos de posicionamento GPS f. Apostila de aula (Curso de Pós-graduação em Georeferenciamento de Imóveis Rurais) Universidade Tuiuti.

14 ANEXOS ANEXO 01 Receptores utilizados no trabalho

15 ANEXO 02 Vista parcial da área em questão

16 ANEXO 03 Base fixa

17 ANEXO 04 Layout da área

18 ANEXO 05 Receptor instalado no ponto P3