Posicionamento por Ponto Preciso (PPP)

RelatórioTRABALHO DE POSICIONAMENTO POR PONTO PRECISO (PPP)

Discentes: Gabriela Bitto de OliveiraDocente: Paulo de Oliveira CamargoDisciplina: TopografiaCurso: Engenharia Ambiental

2° ano

Presidente Prudente, 09 de dezembro de 2010

UNESPFACULDADE DE CIÊNCIA E TECNOLOGIAFCT – Campus de Presidente Prudente

Unesp

SUMÁRIO

1. Objetivos ....................................................................................................................................... 02

2. Introdução ..................................................................................................................................... 02

3. Metodologia .................................................................................................................................. 04

4. Resultados e discussões ................................................................................................................ 07

5. Conclusão ..................................................................................................................................... 09

6. Referências bibliográficas ............................................................................................................ 10

Presidente Prudente, 09 de dezembro de 2010 1

1.OBJETIVOSEscolher uma estação mais próxima de residência de origem e baixar pontos desta referente

à data de aniversário no ano atual;

Processar os dados e discutir os resultados obtidos.

2.INTRODUÇÃO

No posicionamento com GPS (Global Positioning System), o termo posicionamento por

ponto normalmente refere-se a obtenção da posição de uma estação a partir de observações de

pseudo-distâncias, derivadas do código C/A (Clear/Acquisition), e fixando a órbita e demais

parâmetros dos satélites aos valores contidos nas mensagens de navegação (broadcast ephemeris).

Trata-se do serviço proporcionado pelo GPS sob a denominação de SPS (Standard Positioning

Service). Neste caso, o posicionamento instantâneo de uma estação apresenta precisão planimétrica

e altimétrica da ordem de 100 e 140 m, respectivamente, com probabilidade de 95%. Se o receptor

permanecer estacionário sobre a estação, coletando observações por um longo período de tempo, a

qualidade dos resultados não melhora consideravelmente, face ao fato dos dados envolvidos no

processamento conterem erros de natureza sistemática. Caso esteja disponível, é possível incluir no

processamento, além da pseudo-distância, a medida da fase onda portadora. No entanto, tal

procedimento não tem sido uma prática comum neste tipo de posicionamento, pois não proporciona

considerável refinamento da solução. Desta forma, esta técnica não atende os requisitos de precisão

intrínseco ao posicionamento geodésico. Esta técnica é denominada de posicionamento por ponto

simples.

Assim, O nível de acurácia alcançado no posicionamento absoluto GNSS simples, método

em que se utiliza apenas um receptor e efemérides transmitidas, ainda não é adequado para

determinados tipos de levantamentos.

Os principais erros afetando esta técnica estão relacionados com a qualidade (precisão) da

observável utilizada (pseudo-distância) e a acuracidade dos parâmetros transmitidos nas mensagens

de navegação. No que concerne ao último, enquanto a acuracidade da órbita do satélite é da ordem

de poucos metros, a dos relógios dos satélites é uma ordem de magnitude maior (Zumberge &

Bertiger, 1996). Acrescentam-se à estes erros aqueles advindos da refração troposférica e

ionosférica, multicaminho do sinal, dentre outros (Monico, 1998).

Para os casos em que não há necessidade de posicionamento em tempo real, ou seja, as

observações podem ser pós-processadas, é possível utilizar as efemérides precisas e as correções

para os relógios dos satélites produzidos pelo International GPS Geodynamics Service (IGS)

(Bock, 1996), ambos com precisão de poucos centímetros. Estes produtos podem ser utilizados no

processamento de observações de pseudo-distâncias, fase da onda portadora, ou ambas, as quais


podem ter sido coletadas por receptores de uma ou duas freqüências. O procedimento em que se

utiliza as observações de pseudo-distâncias, quer sejam de receptores de uma ou duas freqüências,

tem sido utilizado a algum tempo pelo Sistema de Controle Ativo Canadense (Canadian Active

Control System) do Natural Resources of Canada (NRCAn), que é um dos colaboradores do IGS.

Resultados têm mostrado precisão da ordem de um metro no posicionamento 3-D, empregando-se

uma única época de observação (Héroux & Kouba, 1995). Este procedimento É denominado de

posicionamento por ponto preciso, o qual pode ser aplicado numa grande variedade de atividades.

O Posicionamento por Ponto Preciso (PPP) é um pós-processamento das observáveis

incluindo a estimativa das efemérides precisas e as correções para os relógios dos satélites

possibilitam que a acurácia no posicionamento absoluto passe de metros ao nível de poucos

centímetros.

A evolução da tecnologia GNSS, fez com que a quantidade de dados para processamento

aumentasse, possibilitando o aparecimento de serviços específicos de processamento de dados. Com

o intuito de facilitar o processamento dos dados, algumas agências e instituições passaram a

oferecer gratuitamente serviços de processamento on-line, via internet (ABREU; FONSECA

JR, 2005).

A disponibilização via internet dos serviços de processamento do PPP faz com que esse

método, que pode fornecer soluções para os mais diversos problemas geodésicos, chegue ao alcance

da comunidade em geral. Os usuários do PPP on-line têm a possibilidade de realizar o

processamento de dados GNSS, a partir de uma única estação, obtendo posições com acurácia na

ordem de poucos centímetros e com grande facilidade de acesso ao serviço.

Neste tipo de serviço, um arquivo de dados no formato RINEX (Receiver Independent

Exchange Format) ou Hatanaka, compressão específica para arquivos em formato RINEX, é

enviado através da página na internet do serviço oferecido. Quando o processamento é completado,

os resultados são enviados para o usuário através do endereço eletrônico informado ou para baixar

da própria página.

Dependendo do serviço utilizado, é necessário que o usuário forneça informações, como tipo

e altura da antena, se o posicionamento é estático ou cinemático; isso se as mesmas não estiverem

contidas no cabeçalho do arquivo de dados.

Aplicação das correções de variação do centro de fase da antena só ocorrerá se o tipo da

antena for informado e se a mesma estiver identificada dentre as que possuem arquivos de

calibração atualizados pelo IGS.


3. METODOLOGIA

Antes de se obter os dados referentes à data do aniversário, no ano de 2010, na estação mais

próxima da cidade em que reside, no caso desse exemplo (01/11/10) e Ourinhos respectivamente, é

necessário efetuar o cadastro no site do IBGE, relacionado com o tipo de documento que você

deseja baixar. O mesmo é feito através dos seguintes passos representados pelo fluxograma:


www.ibge.gov.br

Deve-se preencher toda a ficha de cadastro com os dados pedidos e na opção “deseja obter

aceso a:” escolher o ícone: “Download de Arquivos RBMC / RMPG”, arquivos os quais são os

objetivos desse relatório.

Para fazer download dos arquivos da rede brasileira de monitoramento contínuo, ainda na

página do IBGE no ícone “geociências” → “rede brasileira de monitoramento contínuo

(RBMC)”, os seguintes passos devem ser seguidos:


http://www.ibge.gov.br/home/geociencias/geodesia/rbmc/rbmc.shtm?c=7

O arquivo zipado disponível para download deve ser baixado, já que é nele que está contido

os dados que devem ser processados, esse processamento é feito dentro do site do IBGE, no ícone

“geociência” → “posicionamento por ponto preciso”, da seguinte forma:

No campo “selecionar um arquivo RINEX”, o arquivo baixado no formato “.zip” deve ser

selecionado. E no pdf “descritivo_OURI”, o qual tem as informações da estação selecionada, o

qual fornecerá a altura e o tipo da antena. Um e-mail deve ser selecionado para receber os dados.


http://www.ibge.gov.br/home/geociencias/geodesia/ppp/default.shtm

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Os resultados obtidos abaixo estão relacionados ao relatório de posicionamento por ponto

preciso (PPP) obtidos da estação de Ourinhos (OURI), SP, com código internacional: 96039. com

início as 00:00:00h (meia-noite) do dia primeiro de novembro de 2010 (2010/11/01) e termino as

23:59:45h (vinte e três horas cinquenta e nove minutos e quarenta e cinco segundos) do mesmo dia.

O modo de operação do usuário é considerado estático, isto se deve ao estado em que se

encontra o objeto a ser posicionado: em repouso ou em movimento, como no caso desse relatório

se trata de uma estação, pode-se classificar o levantamento com GPS como posicionamento

estático por esta característica.

Observação processada: CÓDIGO&FACE;

Modelo de antena: TRM41249.00;

Órbitas dos satélites (IGS): PRECISA. As efemérides precisas sempre estiveram ao alcance

dos usuários do sistema GPS, mas até pouco tempo seu uso estava direcionado para trabalhos

científicos, nos estudos da geodinâmica e em redes planialtimétricas para trabalhos de alta precisão.

As novas tecnologias estão facilitando o acesso as efemérides precisas e com isto otimizando as

atividades relacionados com trabalhos de apoio de campo. As informações das efemérides precisas

chegam a ser 100 vezes melhor que as efemérides transmitidas.

Frequência processada: L3

Sigma da pseudodistância: 2.000(m) . O termo sigma é referente ao desvio padrão e a

pseudodistância é a medida de distância entre a antena do satélite, no instante de transmissão do

sinal, e a antena do receptor, no instante de recepção. Portanto 2 metros se refere ao desvio padrão

entre a distancia da antena do satélite e da antena do receptor.

Sigma da portadora: 0,015 m. Este valor é o desvio padrão referente ao canal do receptor

que, ao sintonizar o satélite e iniciar o processo de medida, identifica a diferença de fase entre o

sinal que chega do satélite e aquele que é gerado no receptor.

Os demais dador obtidos foram:

A altura da antena: 0,008m;

Ângulo de elevação: 10,000°;

Resíduo da pseudodistância: 0,9m;

Resíduo da fase da portadora: 1,34m;

O gráfico abaixo mostra que o desvio padrão obtido pelo dados através do posicionamento

por ponto preciso é um pouco maior que os da coordenada originais, o desvio padrão está

relacionado com a análise da precisão e acuracidade em posicionamento geodésico.


Coordenadas GeodésicasCoordenadas originais retiradas do

descritivo obtidas pelo SIRGAS2000 (Época 2000,4)

Posição estimada no sistema de referencia SIRGAS

Sigma (m) Sigma (m)Latitude: 22º 56' 57,0259'' S 0,001 - 22º 56' 57,0221'' 0,002Longitude: 49º 53' 42,1476'' W 0,001 - 49º 53' 42,1491'' 0,004Altitude geométrica: 444,87 m 0,005 444,90 m 0,010Altitude ortométrica: 449,85 m 444,88 m

Fonte:GPS/ MAPGEO2010Os diversos erros, agrupados pelas possíveis fontes, envolvidos no posicionamento GPS são

apresentados na Tabela 1:

No que se refere à estação, vale salientar que marés terrestres, carga dos oceanos e da

atmosfera não se tratam especificamente de erros, mas de variações que devem ser consideradas

para os casos de posicionamento de alta precisão. Assim, os erros envolvidos nas observáveis

utilizadas no PPP devem ser corrigidos.

A precisão esperada para um levantamento estático em metros é:


Tipo de receptor Uma freqüência Duas freqüênciasPlanimétrico Altimétrico Planimétrico Altimétrico

Após 3 horas 0,40 0,70 0,05 0,06Após 6 horas 0,20 0,40 0,02 0,04Após 24 horas 0,10 0,30 0,01 0,02

5. CONCLUSÃO:

O presente relatório teve como fim familiarizarmos com a Rede Brasileira de

Monitoramento contínuo que desempenha o papel do ponto de coordenadas conhecidas com

receptores de alto desempenho que proporcionam observações de grande qualidade e

confiabilidade. Os dados obtidos da estação foi pelo Posicionamento de Ponto Preciso (PPP), um

serviço on-line para o pós-processamento de dados GPS, sendo que através dos resultados pode-se

notar que os resultados obtidos através deste serviço terão uma pequena diferença daqueles

disponíveis no Banco de Dados Geodésicos. Todos esses dados são fornecidos gratuitamente pelo

IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística) através do site <www.ibge.gov.br>.


6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS

ALVES, C. M. D & ROMÃO, V. M. C. Avaliação da qualidade do posicionamento por ponto

preciso na sua forma on-line. III Simpósio Brasileiro de Ciências Geodésicas e Tecnologias da

Geoinformação. Recife - PE, 27-30 de Julho de 2010. p. 001-007.

BOCK, Y - 1996 - Reference System. In: KLEUSBER, A. & TEUNISSEN, P. J .G., GPS For

Geodesy. Berlin, Spring Verlag, 3-36

ESTEIO ENGENHARIA E AEROLEVANTAMENTOS SA. Efemérides precisas. 2008.

<http://www.esteio.com.br/index_ie.htm>.Acessado em dezembro de 2010.

HÉROUX, P. & KOUBA, J. –1995- GPS Precise Point Positioning with a Difference. Http://

www.geod.emr.ca/docs/PDF, 12pp.

MONICO, J. F. G. –1998- Posicionamento Pelo NAVSTAR-GPS: Descrição, Fundamentos e

Aplicações. Publicação Interna, Departamento de Cartografia, 182 pp.

MONICO, J. F. G.-2000- Posicionamento por ponto de alta precisão utilizando o GPS: uma

solução para a geodinâmica. Brazilian Journal of Geophysics, Vol. 18(1), 2000.

ZUMBERGE, J. F. & BERTIGER, W. I. –1996– Ephemeris and Clock Navigation Message

Accuracy. In Global Positioning System – Theory and Applications, Vol. I, Institute of

Aeronautics and astronautics, Inc., Washington D.C., p.585-599


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