Aula Gnss Planejamento Processamento E Resultados 36j6i

UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS

Disciplina:

DIOGO S. PENA ENGENHEIRO AGRONOMO E TECNÓLOGO EM GEOPROCESSAMENTO Goiânia, maio de 2011.

UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS

Aula 01:

DIOGO S. PENA ENGENHEIRO AGRONOMO E TECNÓLOGO EM GEOPROCESSAMENTO Goiânia, maio de 2011.

1. INTRODUÇÃO

A importância do planejamento na: Cartografia Topografia Geoprocessamento

•

Influencia no sucesso da missão

•

Tempo X Dinheiro

2. PLANEJAMENTO

Etapas do planejamento: 1. busca por material cartográfico de apoio/base 2. detalhes técnicos 3. detalhes de campo

2. PLANEJAMENTO

Etapas do planejamento: 1. busca por material cartográfico de apoio/base - base para logística e localização dos locais para materialização dos pontos

- material técnico: cartografia da região (bases), cartas digitais (mapeamento brasileiro), imagens de coberturas aéreas (fotogrametria/imagem de satélite), material sem rigor técnico

2. PLANEJAMENTO

Etapas do planejamento: 1. busca por material cartográfico de apoio/base 2. detalhes técnicos - detalhes técnicos do rastreamento: data, hora do dia, PDOP

Perguntas? - Qual a precisão desejada?

- Qual o método de levantamento? - Qual a técnica de levantamento?

- Qual a distancia entre os pontos? - Qual o tempo de rastreio?

- Quais as possíveis obstruções ao sinal? - Os equipamentos atendem as especificações propostas?

2. PLANEJAMENTO

Etapas do planejamento: 1. busca por material cartográfico de apoio/base 2. detalhes técnicos 3. detalhes de campo - locomoção (terreno) - o

2. PLANEJAMENTO

Etapas do planejamento: 1. busca por material cartográfico de apoio/base 2. detalhes técnicos 3. detalhes de campo

Softwares de planejamento:

- informar quais melhores horários de acordo com a época (até 90 dias antes) - Ex.:

2. PLANEJAMENTO

Etapas do planejamento: Verificar a disponibilidade de Redes Ativas que atendam a região dos pontos a serem levantadas (RBMC, RIBAC, redes estaduais/municipais/privadas) Verificar bateria, memória (coletora), sinal, taxa de gravação, mascara de elevação Anotar altura das antenas

Elaborar croqui

2. PROCESSAMENTO

Cada observação gravada no receptor irá ser registrada e gravada na memória, compondo um arquivo de observação Primeiramente, é determinada a distancia satélite-antena do receptor, e posteriormente, as coordenadas da antena

2. PROCESSAMENTO

Tipos de processamento: 1. Combinações das observáveis GPS em única estação 2. Combinações das observáveis GPS entre diferentes estações

2. PROCESSAMENTO

Combinações das observáveis GPS em única estação: Combinações lineares dos sinais que obtêm novas observáveis com características úteis em determinados procedimentos computacionais e numéricos • L0 = Combinação Livre da Ionosfera (ionospheric free observable ou iono-free)  Nesta combinação, os efeitos da ionosfera são sensivelmente reduzidos  É a combinação normalmente utilizada em posicionamentos geodésicas de alta precisão, envolvendo bases longas  Se usadas em bases curtas, essa combinação acaba provocando ruídos, o que não indicam sua utilização

COMBINAÇÕES DAS OBSERVÁVEIS GPS EM ÚNICA ESTAÇÃO: • LΔ = Banda Larga (wide lane)

 Esta combinação, em conjunto com a L0 é útil na etapa de detecção de perdas de ciclo e erros grosseiros  O seu maior comprimento de onda a torna importante nos problemas de resolução da ambiguidade

• LΣ = Banda Estreita (narrow lane)  Apresenta o menor ruído de todas as combinações  Devido ao seu pequeno comprimento de onda, o seu uso na resolução da ambiguidade é difícil e limitado  Esta combinação, subtraída da LΔ é chamada de sinal ionosférico, pois contém todos os efeitos da ionosfera, permitindo uma análise do seu comportamento, além de ser útil na resolução da ambiguidade

COMBINAÇÕES DAS OBSERVÁVEIS GPS EM ÚNICA ESTAÇÃO: • Filtragem da Pseudodistância pela Fase da Onda Portadora

 Chamada de “Suavização da Pseudodistância pela Portadora” ou “Suavização do Código pela Fase”  A Pseudodistância filtrada pela Fase da Onda Portadora torna-se muito mais precisa  O algoritmo torna-se sensível à perda de ciclos  Utilizados em alguns receptores L1 (Trimble, Pro-XR, Leica GS-20, Promark 3)

2. PROCESSAMENTO

Combinações das observáveis GPS entre diferentes estação: Feita através de levantamento relativo: é aquele que envolve, ao menos, 2 receptores GPS ligados simultaneamente, sendo um deles rastreando um ponto de coordenadas conhecidas e o outro em um ponto cujas coordenadas deseja-se conhecer • No processamento do Posicionamento Relativo são realizadas combinações de observáveis entre estações • Uma vantagem do Posicionamento Relativo é que erros presentes nas observações originais são reduzidos quando se formam as diferenças entre as observáveis das estações • Essas observáveis secundárias são comumente chamadas de Simples Diferença, Dupla e Tripla Diferença

COMBINAÇÕES DAS OBSERVÁVEIS GPS ENTRE DIFERENTES ESTAÇÃO: • Simples Diferença: pode ser formada entre 2 receptores, 2 satélites ou 2 épocas  Nesta observação, o erro do relógio do satélite (dts) é eliminado  Também os erros devidos às posições dos satélites (erro orbital) e à refração atmosférica são minimizados, especialmente em bases curtas, onde os efeitos da ionosfera e troposfera são similares em cada estação  Para bases longas, a refração troposférica pode ser modelada e a ionosférica pode ser reduzida pelo uso da combinação linear L0

COMBINAÇÕES DAS OBSERVÁVEIS GPS ENTRE DIFERENTES ESTAÇÃO: • Dupla Diferença: é a diferença entre duas simples diferenças. Envolve, portanto, dois receptores e dois satélites  Na Dupla Diferença, os erros dos relógios dos receptores (dtr1 e dtr2) são eliminados  É a combinação preferida nos processamentos de dados GPS envolvendo a Fase da Onda Portadora  É a que oferece melhor relação entre o ruído resultante da combinação e a eliminação de erros sistemáticos envolvidos nas observáveis originais

COMBINAÇÕES DAS OBSERVÁVEIS GPS ENTRE DIFERENTES ESTAÇÃO: • Tripla Diferença: é dada pela diferença entre duas Duplas Diferenças, mas em épocas distintas (t1 e t2)  Na Pseudodistância, não oferece nenhuma vantagem em relação as anteriores. Entretanto, para a Fase da Onda Portadora, a Ambiguidade é eliminada  Essa observável é bastante sensível à perda de ciclos. Por isso, é muito utilizada em sua detecção na fase de pré-processamento dos dados  Não é utilizada, normalmente, na solução final

2. PROCESSAMENTO

Considerações sobre os modelos: A maioria dos programas comerciais utiliza as Duplas Diferenças como observável básica (Ex.: Ashtech Solutions, Topcon Tools, Trimble Geomatic Office, Ski-Pro, Leica Pro Office, GNSS Solutions) Programas científicos (GIPSY, DIPOP, BERNESE, etc) utilizam as observáveis originais, exigindo maior tempo e recurso computacional Quando o tratamento matemático é adequado, ambos propiciam os mesmos resultados

3. ANÁLISE DOS RESULTADOS

O produto primário do processamento dos dados brutos/originais GPS entre dois pontos é um vetor. As coordenadas dos pontos são produtos do vetor processado O Ajustamento dos dados resultam em uma maior precisão e confiança nas coordenadas do ponto

O tipo de solução para um vetor é uma indicação do sucesso de determinar ambiguidades inteiras para cada satélite, e determinar assim, as coordenadas dos pontos se todas as ambiguidades inteiras foram determinadas, a solução do vetor é do tipo fixa. se as ambiguidades forem determinadas apenas para um grupo de satélites (acima de 50%), é considerada uma solução parcial. um vetor com solução tipo float indica que menos de 50% das ambiguidades inteiras foram determinadas, sendo, em muitos casos, pobres em qualidade

3. ANÁLISE DOS RESULTADOS

Programas também indicam o status da posição: - RAW (bruto) - Processed - Adjusted

3. ANÁLISE DOS RESULTADOS

Número de observações

Procedimentos estatísticos para o ajustamento das observações partem do pressuposto que os erros inerentes ao posicionamento por GPS tem natureza aleatória e que a frequencia com que ocorrem segue um distribuição normal

Média ( = posição atual)

Posição

Em termos de procedimentos matemáticos/estatísticos, temos: - Erro Circular Provável (CEP) - Erro Médio Quadrático (RMS)

3. ANÁLISE DOS RESULTADOS

- Erro Circular Provável (CEP)  É usado em situações de posicionamento estático, especialmente para o ponto-base  Fornece a precisão para posicionamentos horizontais  Para posicionamentos 3D, o termo é denominado de Erro Esférico Provável (SEP)

Circular Error Probable (CEP)

3. ANÁLISE DOS RESULTADOS

- Erro Médio Quadrático (RMS)  É aproximadamente (numericamente) igual ao Desvio Padrão  Sua magnitude indica a distribuição das amostras em um gráfico normal

 Um pequeno RMS indica uma distribuição mais “estreita” (mais pontos próximos à média, à posição real  Por outro lado um grande RMS indica uma distribuição mais “larga” (mais pontos distantes da média)

UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS

DIOGO S. PENA ENGENHEIRO AGRONOMO E TECNÓLOGO EM GEOPROCESSAMENTO Goiânia, maio de 2011.