• Nome da Disciplina: Laboratório de Posicionamento
por Satélite
• Nome do Curso: Tecnologia emMecanização em
Agricultura de Precisão
• Nome do Professor: Fernando Nicolau Mendonça
Aula 02
Métodos de Posicionamento
Métodos de Posicionamento
• Classificações
–Absoluto
–Relativo
Métodos de Posicionamento
Absoluto
• Posicionamento por Ponto
– Fundamentos do posicionamento por ponto simples
• Diluição da precisão
– Exemplo de posicionamento por ponto simples
• GPS Diferencial (DGPS)
– Exemplo de DGPS
• WideArea GPS (WADGPS)
Métodos de Posicionamento
Relativo
• Posicionamento Relativo
–
–
–
–
Relativo estático
Relativo estático rápido
Relativo semicinemático
Relativo cinemático
• Pós Processado
• Em tempo real
• Em Redes
Posicionamento
• Introdução
“Posicionamento diz respeito à determinação da posição de
objetos com relação a um referencial específico”
• Pode ser classificado em posicionamento absoluto,
quando as coordenadas estão associadas diretamente ao
geocentro;
• Relativo, no caso em que as coordenadas são
determinadas com relação a um referencial materializado
por um ou mais vértices de coordenadas conhecidas:
– Tempo Real
– Pós Processado
Posicionamento Por Ponto
• Também chamado de posicionamento absoluto;
• Muito utilizado em navegação de baixa precisão e
levantamentos expeditos;
• Posicionamento por Ponto Convencional:
• Posicionamento por ponto em tempo real;
• Precisão em torno de 10m;
• Nesta técnica as coordenadas serão influenciadas pelos
erros nas coordenadas e correções dos relógios dos
satélites, além de outros erros, tais como os advindos da
refração atmosférica;
Posicionamento Por Ponto
• Pode-se permanecer por uma longa duração sobre o
ponto que está sendo posicionado mas não haverá
melhora significativa na qualidade dos resultados,
em face de que há vários erros sistemáticos
envolvidos na observável utilizada.
• Principal observável: Pseudo distancia a partir do
código C/A, contido na portadora L1.
Posicionamento Por Ponto
• Equipamentos empregados são normalmente
utilizados receptores de navegação, os quais
recebem apenas o código C/A e a mensagem
de navegação, enviados pelos satélites GPS
dentro da portadora L1.
Posicionamento DGPS
• Inicialmente o DGPS foi desenvolvido com o intuito
de reduzir os efeitos da SA.
• A estrutura DGPS consegue fornecer informações
precisas ao usuário a respeito de sua localização
através do emprego de estações base ou de
referência fixas em terra.
• Estas estações, cujas coordenadas são conhecidas,
monitoram os satélites visíveis em tempo integral e
repassam os “parâmetros de correção” aos
receptores GPS que estão ao alcance.
Posicionamento DGPS
Posicionamento DGPS
• “parâmetros de correção” são calculados da
seguinte forma:
– a estação base X recebe suas coordenadas por meio
de alguns satélites visíveis.
– Os valores recebidos, por diversos fatores, possuem
erros e são comparados com as coordenadas reais da
estação base.
– Após
operações
matemáticas
entre
essas
importâncias, dá-se a correção.
– Então a estação base transmite os parametros de
correção aos receptores GPS.
Posicionamento DGPS
• A estrutura DGPS é utilizada em diversas áreas
como: navegação, atividades de engenharia,
agricultura de precisão, etc.
• No Brasil, IBGE e INCRA, além de outras
instituições públicas e privadas, mantêm
estações base DGPS em várias regiões do país.
Posicionamento WADGPS
• O WADGPS (WideArea DGPS) tem seu
funcionamento muito semelhante ao DGPS,
porém, o WADGPS fornece correções dentro
de uma determinada área de abrangência.
Posicionamento WADGPS
Posicionamento Relativo
• Para a realização de posicionamento relativo
são necessários 2 ou mais receptores;
• Principais observáveis para o posicionamento
relativo:
– Pseudodistância
– Fase da Onda Portadora
– Fase da Onda Portadora e Pseudodistância
Posicionamento Relativo Estático
• Neste tipo de posicionamento, dois ou mais
receptores rastreiam, simultaneamente, os satélites
visíveis por um período de tempo que pode variar
de dezenas de minutos (20 minutos no mínimo), até
algumas horas;
• O período de ocupação das estações é relativamente
longo, somente as duplas diferenças da fase da onda
portadora são normalmente incluídas como
observáveis;
Posicionamento Relativo Estático
• Sendo a precisão da fase da onda portadora muito
superior à da pseudodistância, a participação desta
última não melhora os resultados de
forma
significativa;
• Mesmo assim as pseudodistâncias devem estar
disponíveis, pois são utilizadas
no préprocessamento para estimar o erro do relógio do
receptor, ou calcular o instante aproximado de
transmissão do sinal pelo satélite;
• Trata-se de uma técnica mais utilizada em
posicionamento geodésico,
particularmente em
software comerciais
Posicionamento Relativo Estático Rápido
• Segue em linhas gerais o mesmo princípio que o do
posicionamento estático;
• A diferença fundamental está no tempo de ocupação
da estação de interesse, sendo de no máximo de 20
minutos;
• Este método é utilizado para levantamentos em que
se deseja alta produtividade;
• Podem ser utilizados receptores de simples (L1) ou
de dupla freqüência (L1 e L2);
• Adequado para levantamentos com linhas de base de
até 10km;
Posicionamento Relativo Semi-cinemático
• Também conhecido como pseudo-estático ou
stopandgo;
• Baseia-se no fato de que a solução do vetor de
ambigüidades, presente numa linha de base a
determinar, requer que a geometria envolvida entre as
duas estações e os satélites se altere;
• Deste modo são coletados dados por pelo menos dois
curtos períodos na mesma estação;
• A idéia básica é que em um primeiro momento devem
ser determinadas as ambigüidades, num segundo
momento ocupar as estações de interesse por um
curto espaço de tempo e posicioná-las;
Posicionamento Relativo Semicinemático
• Coletas separadas por um período de tempo entre
20 e 30 minutos;
• Este método requer que o receptor continue
rastreando os mesmo satélites durante as ocupações
das estações;
• Estas características exigem um certo cuidado no
planejamento do levantamento antes da sua
execução;
Posicionamento Relativo Cinemático
• Um receptor ocupa uma estação de coordenadas
conhecidas enquanto o outro se desloca sobre as
feições de interesse;
• As observações simultâneas dos dois receptores
geram duplas diferenças, onde vários erros
envolvidos nas observações são reduzidos;
• No que concerne à solução do vetor das
ambigüidades há duas opções: solucioná-lo antes de
iniciar o movimento ou estimá-lo em conjunto com
os dados coletados em movimento;
Posicionamento Relativo Cinemático
• No primeiro caso, alguns dos vários métodos
apresentados podem ser utilizados;
• No segundo caso, se não houver perda de sintonia
com os satélites, o vetor de ambigüidades
permanece o mesmo em todo o levantamento;
Posicionamento Relativo Cinemático
em Tempo Real
• Também denominado de RTK (Real Time Kinematic)
• Para aplicações onde haveria benefícios se as
coordenadas da antena do receptor fosse
determinadas em tempo real;
• É necessário que os dados coletados na estação de
referência (base) sejam transmitidos para a estação
móvel (rover), necessitando de um link de rádio;
• Utiliza-se a fase da onda portadora;
Posicionamento Relativo Cinemático
em Tempo Real
• Os
processamentos
são
baseados
no
conhecimento da posição da estação base, na
posição dos satélites e no comportamento do
relógio dos satélites e corrigidas do erro do
relógio da estação base;
• Em geral os efeitos da refração atmosférica não
são considerados, haja vista que suas aplicações
são limitadas às distâncias curtas, nas quais seus
efeitos são praticamente idênticos nas duas
estações e ficam bastante reduzidos nas
equações de duplas diferenças;
Posicionamento Relativo Cinemático
em Tempo Real
• Resumidamente, um sistema RTK é composto por
dois receptores com as respectivas antenas e um link
de rádio;
• Uma das limitações dessa técnica diz respeito ao link
de rádio utilizado na transmissão dos dados;
• Precisão da ordem de poucos centímetros;
• Pode ser utilizado em aplicações para navegação
marítima ou aérea, atividades de engenharia,
mapeamento, locações de obras etc.