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ASSOCIAÇÃO UNIFICADA PIRASSUNUNGUENSE DE ENSINO SUPERIOR FACULDADE DE ENGENHARIA DE AGRIMENSURA DE PIRASSUNUNGA AVALIAÇÃO DA ACURÁCIA POSICIONAL DO IBGE-PPP PARA DIFERENTES TEMPOS DE RASTREIO E SOLUÇÃO CAROLINE MARIA DA FONSECA LIMA PIRASSUNUNGA-SP 2018 ASSOCIAÇÃO UNIFICADA PIRASSUNUNGUENSE DE ENSINO SUPERIOR FACULDADE DE ENGENHARIA DE AGRIMENSURA DE PIRASSUNUNGA AVALIAÇÃO DA ACURÁCIA POSICIONAL DO IBGE-PPP PARA DIFERENTES TEMPOS DE RASTREIO E SOLUÇÃO CAROLINE MARIA DA FONSECA LIMA Monografia apresentada como exigência parcial para obtenção do título de especialista em Georreferenciamento de Imóveis Rurais, sob orientação do Prof. Dr. Antonio Luiz Ferrari e do Prof. Dr. Antônio Moacir Rodrigues Nogueira. PIRASSUNUNGA-SP 2018 RESUMO Vários serviços de processamento de dados GNSS (Global Navigation Satellite System) online estão disponíveis, dentre os quais, pode-se destacar o IBGE- PPP que processa os dados com método Posicionamento por Ponto Preciso (PPP). O objetivo central desse trabalho é avaliar a acurácia posicional obtida com o serviço de posicionamento online IBGE-PPP com diferentes tempos de rastreio, comparando os resultados das soluções ultrarrápida, rápida e final. Este trabalho foi realizado utilizando-se dados de 5 estações (PPTE, ROSA, SPAR, SPBO e SPLI) da RBMC (Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo dos sistemas GNSS), do dia 24 de outubro de 2017. Os intervalos de rastreio analisados foram de 1, 2, 4, 6 e 8 horas, processadas com o IBGE-PPP com solução ultrarrápida, rápida e final. A análise dos resultados foi realizada a partir da comparação das coordenadas estimadas com as coordenadas de referência, ambas referenciadas ao SIRGAS 2000. Desta forma, foi possível calcular a precisão, discrepância e acurácia. De acordo com os resultados obtidos na planimetria, observou-se que para uma e duas horas de rastreio a solução final foi a mais acurada, a partir de quatro horas de rastreio a amplitude entre a acurácia das soluções diminui, dessa forma acredita-se que o fator mais determinante para melhoria da acurácia dos resultados deve-se ao aumento do tempo de rastreio. Para a altimetria a solução final se apresentou com a mais acurada na maioria das vezes, mas para intervalos de rastreio maiores que quatro horas a amplitude entre a acurácia das soluções diminui. PALAVRAS-CHAVE: GNSS, IGS, IBGE-PPP. ABSTRACT Several services of GNSS data processing (Global Navigation Satellite System) are currently available online. Among them it is possible to highlight IBGE-PPP service, which processes data based on the method of Precise Point Positioning (PPP). The main goal in this work is to evaluate the obtained positional accuracy with the positioning online service IBGE-PPP with different screening time, comparing results from ultra-rapid, rapid and final solutions. In this work there are data from 5 stations (PPTE, ROSA, SPAR, SPBO and SPLI) of RBMC (Brazilian Network of Continuous Monitoring of GNSS Systems), since October 24th, 2017. The analyzed screening intervals were of 1, 2, 4, 6 and 8 hours, processed with IBGE-PPP with ultra-rapid, rapid and final solutions. Result analysis was done from a comparison of estimated coordinates with reference coordinates, both referred to SIRGAS 2000. In this way it was possible to calculate its precision, discrepancy and accuracy. According to the results obtained in planimetry, it was possible to notice that for 1 and 2 hours of screening the final solution was more accurate, for 4 hours of screening the amplitude between the accuracy of solutions diminishes, in this way, the most determinant factor to result accuracy improvement is believed to be the increase in screening time. By altimetry the final solution presented itself to be the most accurate in the most of times, but for screening intervals with more than 4 hours the amplitude between the accuracy of solutions decreases. KEY-WORDS: GNSS, IGS, IBGE-PPP LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Estações Selecionadas ................................................................... 10 Figura 2 - Fluxograma das atividades desenvolvidas ....................................... 11 Figura 3 - Acurácia Planimétrica – PPTE ........................................................ 14 Figura 4 - Acurácia altimétrica – PPTE............................................................ 15 Figura 5 - Acurácia Planimétrica – ROSA ........................................................ 16 Figura 6 - Acurácia altimétrica – ROSA ........................................................... 16 Figura 7 - Acurácia Planimétrica – SPAR ........................................................ 17 Figura 8 - Acurácia altimétrica – SPAR ........................................................... 18 Figura 9 - Acurácia Planimétrica – SPBO ........................................................ 18 Figura 10 - Acurácia altimétrica – SPBO ......................................................... 19 Figura 11 - Acurácia Planimétrica – SPLI ........................................................ 20 Figura 12 - Acurácia altimétrica – SPLI ........................................................... 20 file:///E:/Desktop/MonografiaPOS/TCC%20-%20Caroline%202.docx%23_Toc504499669 SUMÁRIO 1-INTRODUÇÃO...................................................................................................................... 1 2-OBJETIVO ............................................................................................................................ 3 2.1 Objetivo geral ............................................................................................................. 3 2.2 Objetivos específicos ................................................................................................ 3 3-JUSTIFICATIVA ................................................................................................................... 4 4-REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .............................................................................................. 5 4.1-GNSS ............................................................................................................................... 5 4.2-Sistemas geodésicos de referência ............................................................................ 5 4.3-IBGE-PPP ....................................................................................................................... 6 5-MATERIAL E MÉTODOS ................................................................................................... 9 5.1-Materiais .......................................................................................................................... 9 5.2-Métodos ......................................................................................................................... 10 6-RESULTADOS .................................................................................................................... 14 6.1-Estação PPTE .............................................................................................................. 14 6.2-Estação ROSA ............................................................................................................. 15 6.3-Estação SPAR .............................................................................................................. 17 6.4-Estação SPBO ............................................................................................................. 18 6.5Estação SPLI ................................................................................................................. 19 7-CONCLUSÃO ..................................................................................................................... 21 APÊNDICES ........................................................................................................................... 24 APÊNDICES 1 - DISCREPÂNCIAS DA LATITUDE, LONGITUDE, ALTITUDE GEOMÉTRICA E PLANIMÉTRICA .................................................................................... 24 APÊNDICE 2 - PRECISÃO (SIGMA) DA LATITUDE, LONGITUDE, ALTITUDE GEOMÉTRICA E PLANIMÉTRICA .................................................................................... 27 1 1-INTRODUÇÃO Quando se pensa em posicionamento com precisão, praticidade, rapidez, simplicidade e baixo custo operacional, remete-se aos Sistemas de Navegação Global por Satélites (GNSS). Atualmente, dois sistemas GNSS estão operacionais: o sistema americano denominado GPS (Global Positioning System) e o sistema russo GLONASS (Global Orbiting Navigation Satellite System). Ambos foram desenvolvidos para fins militares, mas suas funcionalidades foram parcialmente estendidas também para uso civil (VAZ; PISSARDINI; FONSECA JUNIOR, 2013). Também há outros sistemas GNSS em desenvolvimento, onde se incluem o sistema da Comunidade Europeia, denominado GALILEO, desenvolvido pela comunidade civil, e o sistema chinês BEIDOU, de uso civil e militar, ambos previstos para estarem operacionais até o ano de 2020 (ECONOMIST, 2012; EUROPEAN REPORT, 2012). A tecnologia GNSS traz um grande benefício em relação aos métodos convencionais de posicionamento topográfico, ou seja, a não necessidade das estações serem intervisíveis, além de funcionar sob qualquer condição climática. Dois métodos de posicionamento com GNSS se destacam: o posicionamento relativo e o posicionamento por ponto, também conhecido como posicionamento absoluto. O posicionamento relativo, consagrado e tradicionalmente o mais utilizado em levantamentos de precisão, permite o transporte de coordenadas a partir de uma ou mais bases com coordenadas conhecidas. Para realizar esse tipo de posicionamento, no mínimo dois receptores devem rastrear dados simultaneamente, possibilitando que as observações sejam combinadas, minimizando ou até mesmo eliminando erros. No posicionamento por ponto, a determinação da coordenada é feita de forma absoluta, ou seja, utilizando apenas as observáveis de um receptor. Monico (2000), subdivide o posicionamento por ponto quanto à precisão que pode ser obtida. O posicionamento por ponto convencional é aquele obtido usando apenas pseudodistância, é muito utilizado em navegação de baixa precisão. No 2 Posicionamento por Ponto Preciso (PPP), além da pseudodistância, são empregadas as observáveis da fase da onda portadora L1 ou L1/L2. Este tem como ponto central a não utilização das efemérides transmitidas, substituídas pelas efemérides e correções para o relógio dos satélites produzidas pelo IGS (Internacional GNSS service). Além disso, modelos de correção de erros podem ser empregados. Para realizar o PPP, tem-se empregados os serviços de posicionamento online. Vários serviços online de processamento de dados GPS (Global Positioning System) têm sido desenvolvidos e disponibilizados gratuitamente por diferentes organizações (GHODDOUSI-FARD; DARE, 2006; OCALAN, ERGAN; TUNALIOGLU, 2013). Dentre esses serviços há os que permitem a realização do Posicionamento por Ponto Preciso (PPP). As ferramentas gratuitas mais utilizadas que permitem realizar o PPP são: CSRS-PPP (Canadian Spatial Reference System – Precise Point Positioning), o IBGE-PPP (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – Posicionamento por Ponto Preciso), o GAPS (GPS Analysis and Positioning Software) e o APPS (Automatic Precise Positioning Service). 2-OBJETIVO 2.1 Objetivo geral Este trabalho tem como objetivo avaliar a acurácia posicional obtida com o serviço de posicionamento online IBGE-PPP. 2.2 Objetivos específicos Os seguintes objetivos específicos são propostos: Avaliar a acurácia posicional dos resultados advindos do serviço online IBGE- PPP para 5 estações da RBMC em diferentes tempos de rastreio com solução do tipo ultrarrápida; Avaliar a acurácia posicional dos resultados advindos do serviço online IBGE- PPP para 5 estações da em diferentes tempos de rastreio com solução do tipo rápida; Avaliar a acurácia posicional dos resultados advindos do serviço online IBGE- PPP para 5 estações da RBMC em diferentes tempos de rastreio com solução do tipo final. 3-JUSTIFICATIVA Quando não existem bases próximas, até 100 km, do ponto cujas coordenadas se deseja determinar, ou se dispõe de apenas um receptor GNSS, o processamento pelo serviço de posicionamento online IBGE-PPP é uma alternativa para a obtenção das coordenadas. Esse serviço, desponta-se como uma importante ferramenta para a geodésia devido à praticidade e bons resultados apresentados. Nesse sentido, faz-se necessário pesquisar o desempenho em termos de precisão e acurácia do IBGE-PPP. 4-REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 4.1-GNSS A evolução da tecnologia na era espacial proporcionou o desenvolvimento de sistemas de posicionamento por satélites, conhecidos como GNSS. Esses sistemas têm como princípio de funcionamento a determinação da distância entre uma fonte transmissora e uma receptora. As distâncias são computadas a partir do tempo de propagação dos sinais GNSS. O termo GNSS surgiu pela primeira vez em 1991, durante a décima (10ª) Conferência de Navegação Aérea (Air Navigation Conference), quando a Organização Internacional de Aviação Civil (ICAO) reconheceu a importância de um sistema global de navegação para o século 21. Essa terminologia é utilizada para os sistemas GPS (americano) e o GLONASS (russo) que já estão em operação há vários anos, ou ainda para os sistemas GALILEO (europeu) e BEIDOU (chinês), que estão prestes a entrar em operação nos próximos anos. O GNSS tem sido dividido em duas fases (SEEBER, 2003). A primeira, intitulada GNSS-1, baseia-se nos sistemas GPS e GLONAS. Já a segunda fase, denominada GNSS-2, engloba a segunda geração dos sistemas de navegação por satélite, incluindo o bloco IIF do GPS e o sistema GALILEO. 4.2-Sistemas geodésicos de referência Um Sistema Geodésico de Referência (SGR) é definido com base num conjunto de parâmetros e convenções, junto a um elipsóide ajustado às dimensões da Terra e devidamente orientado, constituindo um referencial adequado para a atribuição de coordenadas a pontos sobre a superfície física. Estes, por sua vez, estão associados a uma superfície que mais se aproxima da forma da Terra, e sobre 6 a qual são desenvolvidos todos os cálculos das suas coordenadas (DALAZOANA, 2001). O elipsóide de referência é uma superfície matematicamente definida que se aproxima do geóide, sendo que, em função da superfície geoidal ser muito irregular, adotou-se o elipsóide de revolução como a forma geométrica da Terra para realização dos cálculos geodésicos. Um sistema geodésico de referência moderno deve ser definido com base na adoção de um elipsóide de revolução cuja origem coincida com o centro de massa da Terra. Além disso, deve ser materializado através de uma rede de estações com coordenadas geodésicas tridimensionais conhecidas. Atualmente, a figura geométrica de referência recomendada pela Associação Internacional de Geodésia (IAG) na definição de sistemas é o GRS80 (Geodetic Reference System, 1980). O referencial geodésico mais preciso é o ITRS (International Terrestrial Reference System), cuja materialização é chamada de ITRF (International Terrestrial Reference Frame) (IBGE, 2000). As efemérides precisas calculadas pelo IGS estão referenciadas ao IGS14. Para observações GNSS realizadas a partir do dia 29 de janeiro de 2017 (semana GPS 1934), um novo referencial (IGS14) e um novo conjunto atualizado de calibração de antenas (igs14.atx) serão utilizados pelo serviço IBGE-PPP (IBGE, 2017). No Brasil, o sistema de referência oficial é o SIRGAS 2000, sendo este referenciado e materializado no ITRS, denominado de ITRF 2000, tendo como época de referência 2000,4 (IBGE, 2000). 4.3-IBGE-PPP O PPP é um método de posicionamento que utiliza um único receptor GNSS, e possui precisão compatível com levantamentos geodésicos. Esta possibilidade surge devido à acurácia dos produtos IGS, que disponibiliza as órbitas precisas dos satélites e uma boa estimativa dos erros dos relógios dos satélites. Associando estes produtos à utilização das observáveis da fase da onda portadora, coletadas com receptores de duas frequências, é possível obter a determinação precisa das coordenadas do receptor. 7 Segundo Monico (2007), o IGS produz três tipos de efemérides e correções para o relógio do satélite: IGS ou final, que resulta das combinações das órbitas produzidas pelo centro de análises do IGS e fica disponível com a latência da ordem de 13 dias, apresentando acurácia melhor que 5 cm e posição e 0,1 ns para as correções dos relógios dos satélites; IGR ou rápida, resultante da combinação das órbitas rápidas produzidas pelo centro de análises ficando disponível com uma latência de 17 horas, e com nível de qualidade similar ao das efemérides IGS; e IGU ou ultrarrápida, composta de uma parte determinada com base em dados (observada) e outra predita. Enquanto a primeira apresenta latência de 3 horas, a segunda fica disponível em tempo real. A acurácia da primeira parte da ultrarrápida é da ordem de 5 cm em posição e 0,2 ns nas correções dos relógios. Já a parte predita tem acurácia imposição da ordem de 10 cm e de 5 ns nas correções dos relógios. O IBGE-PPP é um serviço online gratuito para o pós-processamento de dados GNSS (GPS e GLONASS) que faz uso do programa CSRS-PPP (Canadian Spatial Reference System – Precise Point Positioning), desenvolvido pelo Geodetic Survey Division of Natural Resources of Canada (NRCan). Ele permite que os usuários com receptores GPS e/ou GLONASS obtenham coordenadas de boa precisão no Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas (SIRGAS 2000) e no International Terrestrial Reference Frame (ITRF) (IBGE, 2013). Salienta-se que atualmente o IBGE-PPP fornece as coordenadas referenciadas no IGS14 (ITRF, 2014), na época de coleta de dados. Para a utilização desde serviço, basta informar uma conta com e-mail. É possível processar dados que foram coletados por receptores de uma ou duas frequências no modo estático ou cinemático. Acessando o site <http://www.ppp.ibge.gov.br/ppp.htm>, o usuário deve informar o arquivo RINEX (Receiver Independent Exchange Format) a ser processado, e um e-mail válido. Após o processamento, é disponibilizado um link para download dos resultados. Além das efemérides precisas e estimativas do erro do relógio do satélite, o IBGE- PPP também estima a ondulação geoidal por meio do modelo MAPGEO 2015, faz a 8 correção do centro de fase da antena, correção de cargas oceânicas, correção do erro de troposfera, ionosfera etc. 9 5-MATERIAL E MÉTODOS 5.1-Materiais Para alcançar os objetivos do trabalho, foram utilizados os dados de observáveis do sistema GPS, no formato RINEX, disponibilizados pelo IBGE, referentes a cinco estações da RBMC. Os dados foram coletados em 5 dias referentes ao mês de agosto de 2017. As informações dessas estações são dadas na Tabela 1. Tabela 1 – Informações das estações selecionadas Estação Identificação Localização Latitude Longitude Alt. Elip. (m) PPTE Presidente Prudente (SP) - 22° 07' 11,6570" - 51° 24' 30,7224" 431,049 ROSA Rosana (SP) - 22° 31' 23,8933" - 52° 57' 7,51851" 299,693 SPAR Araçatuba (SP) - 21° 11' 4,7980" - 50° 26' 23,2372" 410,351 SPBO Botucatu (SP) - 22° 51' 8,8825" - 48° 25' 56,2820" 803,122 SPLI Lins (SP) - 21° 39' 54,7350" - 49° 44' 1,3023" 463,283 As estações foram escolhidas devido rápida disponibilidade do seu arquivo RINEX, possibilitando seu processamento com solução ultrarrápida. As estações escolhidas são exibidas na Figura 1. 10 Figura 1 – Estações Selecionadas. Fonte: Autor. Na edição dos arquivos no formato RINEX, foi utilizado o software livre TEQC (Translate Edit Quality Check) desenvolvido pela UNAVCO Consortium. O TEQC foi utilizado para fragmentação de arquivos em diferentes intervalos de rastreio. No processamento PPP, foi utilizado o aplicativo de processamento gratuito online IBGE-PPP, disponível no sitio do IBGE. O software Excel, do pacote Microsoft Office, foi utilizado para determinação das discrepâncias, acurácias e para geração dos gráficos que compõem os resultados. 5.2-Métodos Os procedimentos metodológicos são ilustrados pela Figura 2. 11 Para obter os dados RINEX, realizou-se o download dos dados de rastreio dos receptores GNSS da RBMC. Foram utilizados os dados do dia 24 de outubro de 2017, das estações mostradas na Figura 1. Estações RBMC: PPTE, ROSA, SPAR, SPBO, SPLI Aquisição de dados GNSS Observações: Pseudodistância e fase da onda portadora L1 e L2 Aquisição dos Relatório das estações Cortes das observações no TEQC, 1h, 2h, 4h, 6h e 8h Coordenadas de Referencia (ϕ, λ, h) em SIRGAS 2000 Processamento IBGE-PPP Coordenadas IBGE PPP (ϕ, λ, h) em SIRGAS 2000 Cálculo das discrepâncias e precisão (sigma) Acurácia planimétrica e Altimetria do IBGE- PPP Figura 2 - Fluxograma das atividades desenvolvidas. Fonte: Autor. 12 A primeira etapa do trabalho envolveu o processamento de dados GPS pelo serviço de posicionamento online. Os arquivos RINEX foram editados no software TEQC. Para cada estação, foram gerados 5 arquivos com diferentes intervalos de rastreio (1h, 2h, 4h, 6h e 8h). Os arquivos RINEX editados foram processados no serviço online IBGE-PPP <http://www.ppp.ibge.gov.br/ppp.htm>. No IBGE-PPP os resultados são gerados na sequência e as coordenadas são referenciadas ao sistema SIRGAS 2000 época 2000,4 e ao sistema ITRF 2014, época de coleta dos dados. Na segunda etapa do trabalho, foi realizada a aquisição das coordenadas das estações da RBMC constantes nos respectivos descritivos (referenciadas ao sistema SIRGAS 2000, época 2000,4), essa coordenadas foram tidas como coordenadas de referência para realizar a comparação com as coordenadas obtidas com o processamento do IBGE-PPP. Em posse das coordenadas determinadas pelo IBGE-PPP e as coordenadas de referência, todas referenciadas ao sistema SIRGAS 2000, foi realizada a comparação das coordenadas. Inicialmente calculou-se a discrepância a partir das expressões 1 a 4: | Δφ (rad) Δλ (rad) Δh (m) |= | |φ(calculado)-φ(referência)| |λ(calculado)-λ(referência)| |h(calculado)-h(referência)| | (1) Δφ(m)=M.Δφ(rad) (2) Δλ(m)=N.cosφ.Δλ (rad) (3) Dp(m)=√Δφ(m)2+Δλ(m)2 (4) Onde, Δφ = discrepância entre latitude de referência e calculada; Δλ = discrepância entre longitude de referência e calculada; Δh = discrepância entre altitude elipsoidal de referência e calculada; M = raio de curvatura da seção meridiana; http://www.ppp.ibge.gov.br/ppp.htm 13 N = raio de curvatura da seção primeira vertical; e Dp = discrepância planimétrica A precisão ou sigmas das coordenadas obtidas pelo IBGE-PPP foi fornecida nos relatórios de processamento, em metros. A precisão planimétrica foi calculada de acordo com a expressão 5: σp(m)=√σφ(m)2+σλ(m)2 (5) Onde, σφ = precisão da latitude; σλ = precisão da longitude. Assim é possível calcular a acurácia planimétrica e altimétrica usando as expressões 6 e 7 (MIKHAIL & ACKERMAN, 1976): ACP(m)=√Dp(m) 2 +σp(m) 2 (6) ACAlt(m)=√∆h(m) 2 +σh(m) 2 (7) Onde, ACp = acurácia planimétrica; ACAlt = acurácia altimétrica; σh = Precisão da altitude elipsoidal. 14 6-RESULTADOS Para cada estação, há dois gráficos – Acurácia Planimétrica e Acurácia Altimétrica. As discrepâncias da latitude, longitude e altimétricas, e os sigmas da latitude, da longitude e da altitude utilizados no cálculo da acurácia estão contidas no Apêndice 1 e Apêndice 2. 6.1-Estação PPTE A seguir são apresentadas as figuras que mostram a acurácia planimétrica (Figura 3) e a acurácia altimétrica (Figura 4) da estação PPTE em diferentes tempos de rastreio e tipo de solução do IBGE-PPP. Figura 3 – Acurácia Planimétrica – PPTE. Fonte: Autor. Analisando a Figura 3 observa-se que para pequenos tempos de rastreio (1 hora e 2 horas), a utilização da solução final proporcionou uma maior acurácia, a partir de 4 horas a utilização da solução final tende a perder importância, sendo que 01:00:00 02:00:00 04:00:00 06:00:00 08:00:00 Ultrarrápida 0.033 0.025 0.021 0.014 0.009 Rápida 0.031 0.021 0.022 0.019 0.011 Final 0.028 0.018 0.019 0.016 0.011 0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030 0.035 Acurácia Planimétrica - PPTE 15 para 8 horas de rastreio a acurácia para solução final e rápida foi a mesma, e a solução ultrarrápida foi mais acurada. Figura 4 - Acurácia altimétrica – PPTE. Fonte: Autor. Analisando a Figura 4 observa-se que em todos tempos de rastreio a utilização da solução final apresentou maior acuraria paras as componentes altimétricas. 6.2-Estação ROSA A seguir são apresentadas as figuras que mostram a acurácia planimétrica (Figura 5) e a acurácia altimétrica (Figura 6) da estação ROSA em diferentes tempos de rastreio e tipo de solução do IBGE-PPP. 01:00:00 02:00:00 04:00:00 06:00:00 08:00:00 Ultrarrápida 0.054 0.045 0.031 0.021 0.021 Rápida 0.043 0.041 0.022 0.017 0.017 Final 0.039 0.034 0.021 0.015 0.016 0.000 0.010 0.020 0.030 0.040 0.050 0.060 Acurácia Altimétrica - PPTE 16 Figura 5 – Acurácia Planimétrica – ROSA. Fonte: Autor. Analisando a Figura 5 observa-se que para 1 e 2 horas de rastreio a solução final apresentou uma maior acurácia, salienta-se que para 1 hora de rastreio a diferença entre a acuraria da solução final e da solução ultrarrápida foi da ordem de 1 cm. Para 2, 4 e 6 horas de rastreio a solução rápida teve pior desempenho que as demais. Para 4 e 6 horas a solução ultrarrápida apresentou maior acurácia. Para 8 horas de rastreio a solução final foi a mais acurada. Figura 6 - Acurácia altimétrica – ROSA. Fonte: Autor. 01:00:00 02:00:00 04:00:00 06:00:00 08:00:00 Ultrarrápida 0.051 0.031 0.025 0.024 0.023 Rápida 0.044 0.032 0.029 0.030 0.023 Final 0.041 0.028 0.028 0.027 0.021 0.000 0.010 0.020 0.030 0.040 0.050 0.060 Acurácia Planimétrica - ROSA 01:00:00 02:00:00 04:00:00 06:00:00 08:00:00 Ultrarrápida 0.049 0.030 0.019 0.017 0.017 Rápida 0.044 0.023 0.014 0.015 0.018 Final 0.046 0.024 0.014 0.014 0.017 0.000 0.010 0.020 0.030 0.040 0.050 0.060 Acurácia Altimétrica - ROSA 17 Analisando a Figura 6 observa-se a solução ultrarrápida apresentou pior desempenho para todos os tempos de rastreio, exceto 8 horas de rastreio. A solução rápida foi a mais acurada para 1 e 2 horas de rastreio. Com 8 horas de rastreio a soluções praticamente se igualaram em termos de acurácia. 6.3-Estação SPAR A seguir são apresentadas as figuras que mostram a acurácia planimétrica (Figura 7) e a acurácia altimétrica (Figura 8) da estação SPAR em diferentes tempos de rastreio e tipo de solução do IBGE-PPP. Figura 7 – Acurácia Planimétrica – SPAR. Fonte: Autor. Analisando a Figura 7 observa-se que a solução final obteve a melhor acurácia para 1 e 2 horas, para 4 e seis horas as melhores acurácias foram encontradas para as soluções ultrarrápida e final, e para 8 horas de rastreio a solução ultrarrápida apresentou melhor desempenho. 01:00:00 02:00:00 04:00:00 06:00:00 08:00:00 Ultrarrápida 0.034 0.032 0.030 0.027 0.018 Rápida 0.031 0.031 0.033 0.030 0.021 Final 0.029 0.028 0.030 0.027 0.021 0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030 0.035 0.040 Acurácia Planimétrica - SPAR 18 Figura 8 - Acurácia altimétrica – SPAR Analisando a Figura 8 observa-se que em todos tempos de rastreio a utilização da solução final apresentou maior acuraria paras as componentes altimétricas. 6.4-Estação SPBO A seguir são apresentadas as figuras que mostram a acurácia planimétrica (Figura 9) e a acurácia altimétrica (Figura 10) da estação SPBO em diferentes tempos de rastreio e tipo de solução do IBGE-PPP. Figura 9 – Acurácia Planimétrica – SPBO. Fonte: Autor. 01:00:00 02:00:00 04:00:00 06:00:00 08:00:00 Ultrarrápida 0.062 0.045 0.023 0.023 0.022 Rápida 0.049 0.044 0.022 0.021 0.021 Final 0.045 0.038 0.021 0.019 0.019 0.000 0.010 0.020 0.030 0.040 0.050 0.060 0.070 Acurácia Altimétrica - SPAR 01:00:00 02:00:00 04:00:00 06:00:00 08:00:00 Ultrarrápida 0.031 0.014 0.013 0.010 0.007 Rápida 0.025 0.012 0.012 0.012 0.006 Final 0.025 0.010 0.010 0.010 0.006 0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030 0.035 Acurácia Planimétrica - SPBO 19 Analisando a Figura 9 observa-se que a solução final foi a mais acurada para os menores intervalos de rastreio, seguida da solução rápida e por fim da ultrarrápida. Para 6 e 8 horas de rastreio a pior acurácia foi da solução rápida e ultrarrápida respectivamente. Figura 10 - Acurácia altimétrica – SPBO. Fonte: Autor. Analisando a Figura 10 observa-se que para 1 hora de rastreio a solução mais acurada foi a solução ultrarrápida. Para 2, 6 e 8 horas de rastreio o melhor desempenho foi obtido com a solução final. 6.5Estação SPLI A seguir são apresentadas as figuras que mostram a acurácia planimétrica (Figura 11) e a acurácia altimétrica (Figura 12) da estação SPLI em diferentes tempos de rastreio e tipo de solução do IBGE-PPP. 01:00:00 02:00:00 04:00:00 06:00:00 08:00:00 Ultrarrápida 0.045 0.026 0.018 0.016 0.014 Rápida 0.039 0.020 0.009 0.010 0.011 Final 0.041 0.016 0.009 0.009 0.009 0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030 0.035 0.040 0.045 0.050 Acurácia Altimétrica - SPBO 20 Figura 11 – Acurácia Planimétrica – SPLI. Fonte: Autor. Analisando a Figura 11 observa-se que a solução final foi a mais acurada para todos os intervalos de rastreio, exceto para 6 horas de rastreio onde a solução ultrarrápida teve melhor desempenho. Figura 12 - Acurácia altimétrica – SPLI. Fonte: Autor. Analisando a Figura 12 observa-se que a solução final foi a mais acurada para 1, 2, 4 e 6 horas de rastreio. Para 8 horas a solução final e ultrarrápida foram as mais acuradas. 01:00:00 02:00:00 04:00:00 06:00:00 08:00:00 Ultrarrápida 0.033 0.028 0.025 0.019 0.016 Rápida 0.031 0.027 0.027 0.023 0.017 Final 0.028 0.024 0.024 0.020 0.014 0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030 0.035 Acurácia Planimétrica - SPLI 01:00:00 02:00:00 04:00:00 06:00:00 08:00:00 Ultrarrápida 0.059 0.043 0.037 0.025 0.021 Rápida 0.049 0.040 0.031 0.024 0.023 Final 0.044 0.033 0.029 0.022 0.021 0.000 0.010 0.020 0.030 0.040 0.050 0.060 0.070 Acurácia Altimétrica - SPLI 21 7-CONCLUSÃO Analisando a acurácia planimétrica apresentada pelo IBGE-PPP com diferentes soluções conclui-se que a solução final tende a apresentar melhores resultados que as demais para pequenos intervalos de rastreio (1 e 2 horas). A partir de 4 horas de rastreio a amplitude entre a acurácia das soluções diminui significativamente e nem sempre a solução final se apresenta como a mais acurada, dessa forma acredita-se que a partir de 4 horas de rastreio o fator mais determinante para melhoria da acurácia dos resultados deve-se ao aumento do tempo de rastreio. Para a acurácia altimétrica a solução final se apresentou com a mais acurada na maioria das vezes, ainda que tenha-se que a amplitude entre a acurácia das soluções diminui, sugerindo mais uma vez que o fator mais determinante para melhoria da acurácia dos resultados deve-se ao aumento do tempo de rastreio. Neste trabalho realizou-se o experimento para apenas um dia de rastreio devido a indisponibilidade dos arquivos RINEX em um período que fosse possível realizar o processamento com a solução ultrarrápida. Recomenda-se, para obtenção de um resultado mais conclusivo, que este experimento seja refeito para mais dias de rastreio afim de analisar o comportamento do processamento pelo IBGE-PPP de forma mais completa. Ainda que os resultados apresentados demonstrem uma pequena discrepância entre as soluções ultrarrápida, rápida e final do IBGE-PPP, para levantamentos de alta precisão deve-se adotar a solução final como a mais indicada, uma vez que essa solução apresenta uma maior rigor nas correções que são realizadas pelo IBGE-PPP. 22 8-REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS DALAZOANA, R. Implicações na Cartografia com a Evolução do Sistema Geodésico Brasileiro e Futura Adoção do SIRGAS. 130p. Dissertação (Pós Graduação) – Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2001. ECONOMIST. Rocket Galore: China’s Space Programme. (January 7, 2012). Disponível em: <http://www.economist.com/node/21542379>. Acesso em: 18 nov. 2015. EUROPEAN REPORT. Transport Council: Ministers Agree on Continuation of Galileo (June 11, 2012). Disponível em: <http://www.highbeam.com/doc/1G1- 292373230.html>. Acesso em: 18 nov. 2014. GHODDOUSI-FARD, R.; DARE, P. Online GPS processing services: an initial study. GPS solutions, v. 10, n. 1, p. 12-20, 2006. IBGE. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Proposta Preliminar para a Adoção de um Referencial Geocêntrico no Brasil. Documento Preliminar – texto para discussão. Grupos de Trabalho I E II. Rio de Janeiro, Outubro de 2000. ______. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Manual do Usuário Aplicativo Online IBGE-PPP. Dezembro de 2013. ______. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Posicionamento por Ponto Preciso (PPP). Disponível em: 23 https://ww2.ibge.gov.br/home/geociencias/geodesia/ppp/informacoes_important e.shtm. Acesso em: 24 jan. 2018. INPE. Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. Conceitos Básicos sobre Posicionamento por Satélites Artificiais. 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Nº 65/3: 529-539, 2013. 24 APÊNDICES APÊNDICES 1 - DISCREPÂNCIAS DA LATITUDE, LONGITUDE, ALTITUDE GEOMÉTRICA E PLANIMÉTRICA ULTRARRÁPIDA Latitude Discrepância Longitude Discrepância Altitude Geométrica Discrepância Discrepância Planimétrica Estação Tempo de Rasteio ppte 01:00:00 0.005 0.020 0.039 0.021 ppte 02:00:00 0.008 0.020 0.039 0.022 ppte 04:00:00 0.008 0.017 0.029 0.019 ppte 06:00:00 0.005 0.012 0.019 0.013 ppte 08:00:00 0.005 0.006 0.019 0.008 rosa 01:00:00 0.029 0.014 0.007 0.032 rosa 02:00:00 0.016 0.017 0.003 0.023 rosa 04:00:00 0.019 0.011 0.013 0.022 rosa 06:00:00 0.019 0.011 0.013 0.022 rosa 08:00:00 0.019 0.011 0.013 0.022 spar 01:00:00 0.012 0.018 0.051 0.022 spar 02:00:00 0.003 0.029 0.041 0.030 spar 04:00:00 0.000 0.029 0.021 0.029 spar 06:00:00 0.000 0.027 0.021 0.027 spar 08:00:00 0.000 0.018 0.021 0.018 spbo 01:00:00 0.015 0.005 0.004 0.016 spbo 02:00:00 0.002 0.008 0.018 0.008 spbo 04:00:00 0.001 0.011 0.014 0.011 spbo 06:00:00 0.001 0.008 0.013 0.008 spbo 08:00:00 0.001 0.005 0.012 0.005 spli 01:00:00 0.006 0.020 0.044 0.021 spli 02:00:00 0.006 0.025 0.038 0.026 spli 04:00:00 0.009 0.022 0.035 0.024 spli 06:00:00 0.006 0.017 0.024 0.018 spli 08:00:00 0.006 0.014 0.020 0.015 25 RÁPIDA Latitude Discrepância Longitude Discrepância Altitude Geométrica Discrepância Discrepância Planimétrica Estação Final ppte 01:00:00 0.011 0.020 0.029 0.023 ppte 02:00:00 0.005 0.017 0.036 0.018 ppte 04:00:00 0.005 0.020 0.020 0.021 ppte 06:00:00 0.005 0.017 0.015 0.018 ppte 08:00:00 0.005 0.009 0.016 0.010 rosa 01:00:00 0.026 0.017 0.017 0.031 rosa 02:00:00 0.022 0.017 0.007 0.028 rosa 04:00:00 0.022 0.017 0.008 0.028 rosa 06:00:00 0.019 0.023 0.012 0.030 rosa 08:00:00 0.019 0.011 0.016 0.022 spar 01:00:00 0.009 0.021 0.040 0.023 spar 02:00:00 0.006 0.029 0.041 0.030 spar 04:00:00 0.000 0.032 0.020 0.032 spar 06:00:00 0.003 0.029 0.020 0.030 spar 08:00:00 0.003 0.021 0.020 0.021 spbo 01:00:00 0.012 0.008 0.010 0.014 spbo 02:00:00 0.002 0.008 0.013 0.008 spbo 04:00:00 0.001 0.011 0.000 0.011 spbo 06:00:00 0.002 0.011 0.008 0.011 spbo 08:00:00 0.001 0.005 0.009 0.005 spli 01:00:00 0.000 0.022 0.036 0.022 spli 02:00:00 0.003 0.025 0.037 0.025 spli 04:00:00 0.006 0.025 0.029 0.026 spli 06:00:00 0.003 0.022 0.023 0.023 spli 08:00:00 0.003 0.017 0.022 0.017 26 FINAL Latitude Discrepância Longitude Discrepância Altitude Geométrica Discrepância Discrepância Planimétrica Estação Final ppte 01:00:00 0.008 0.017 0.022 0.019 ppte 02:00:00 0.005 0.015 0.029 0.016 ppte 04:00:00 0.005 0.017 0.019 0.018 ppte 06:00:00 0.002 0.015 0.013 0.015 ppte 08:00:00 0.005 0.009 0.015 0.010 rosa 01:00:00 0.022 0.014 0.022 0.026 rosa 02:00:00 0.019 0.014 0.011 0.024 rosa 04:00:00 0.022 0.014 0.007 0.026 rosa 06:00:00 0.019 0.017 0.011 0.026 rosa 08:00:00 0.019 0.008 0.014 0.021 spar 01:00:00 0.009 0.018 0.034 0.020 spar 02:00:00 0.003 0.027 0.034 0.027 spar 04:00:00 0.000 0.029 0.019 0.029 spar 06:00:00 0.003 0.027 0.018 0.027 spar 08:00:00 0.003 0.021 0.019 0.021 spbo 01:00:00 0.012 0.008 0.017 0.014 spbo 02:00:00 0.001 0.005 0.004 0.005 spbo 04:00:00 0.001 0.008 0.000 0.008 spbo 06:00:00 0.002 0.008 0.006 0.008 spbo 08:00:00 0.001 0.005 0.007 0.005 spli 01:00:00 0.000 0.020 0.029 0.020 spli 02:00:00 0.003 0.022 0.029 0.023 spli 04:00:00 0.006 0.022 0.028 0.023 spli 06:00:00 0.003 0.020 0.021 0.020 spli 08:00:00 0.003 0.014 0.020 0.014 27 APÊNDICE 2 - PRECISÃO (SIGMA) DA LATITUDE, LONGITUDE, ALTITUDE GEOMÉTRICA E PLANIMÉTRICA ULTRARRÁPIDA Latitude Sigma Longitude Sigma Altitude Geométrica Sigma Precisão Planimétrica Estação Tempo de Rasteio ppte 01:00:00 0.013 0.022 0.038 0.026 ppte 02:00:00 0.006 0.011 0.022 0.012 ppte 04:00:00 0.003 0.007 0.012 0.007 ppte 06:00:00 0.002 0.006 0.009 0.006 ppte 08:00:00 0.002 0.004 0.008 0.005 rosa 01:00:00 0.026 0.030 0.049 0.040 rosa 02:00:00 0.010 0.017 0.030 0.020 rosa 04:00:00 0.004 0.010 0.014 0.011 rosa 06:00:00 0.002 0.008 0.011 0.008 rosa 08:00:00 0.002 0.006 0.010 0.006 spar 01:00:00 0.012 0.023 0.035 0.026 spar 02:00:00 0.005 0.010 0.020 0.012 spar 04:00:00 0.002 0.007 0.011 0.007 spar 06:00:00 0.002 0.006 0.008 0.006 spar 08:00:00 0.002 0.004 0.008 0.004 spbo 01:00:00 0.014 0.022 0.045 0.026 spbo 02:00:00 0.005 0.011 0.019 0.012 spbo 04:00:00 0.002 0.007 0.010 0.007 spbo 06:00:00 0.002 0.005 0.008 0.006 spbo 08:00:00 0.002 0.004 0.008 0.004 spli 01:00:00 0.013 0.022 0.039 0.026 spli 02:00:00 0.005 0.011 0.020 0.012 spli 04:00:00 0.002 0.007 0.011 0.007 spli 06:00:00 0.002 0.005 0.008 0.006 spli 08:00:00 0.002 0.004 0.008 0.004 28 RÁPIDA Latitude Sigma Longitude Sigma Altitude Geométrica Sigma Precisão Planimétrica Estação Tempo de Rasteio ppte 01:00:00 0.0111 0.0173 0.0318 0.021 ppte 02:00:00 0.0049 0.0081 0.0179 0.009 ppte 04:00:00 0.0022 0.0055 0.0096 0.006 ppte 06:00:00 0.0015 0.0047 0.0072 0.005 ppte 08:00:00 0.0014 0.0031 0.0062 0.003 rosa 01:00:00 0.0212 0.023 0.0413 0.031 rosa 02:00:00 0.0079 0.0123 0.022 0.015 rosa 04:00:00 0.0029 0.0085 0.0123 0.009 rosa 06:00:00 0.002 0.0063 0.009 0.007 rosa 08:00:00 0.0017 0.0039 0.0082 0.004 spar 01:00:00 0.0105 0.0175 0.0289 0.020 spar 02:00:00 0.0043 0.0079 0.0162 0.009 spar 04:00:00 0.0019 0.0053 0.0084 0.006 spar 06:00:00 0.0013 0.0044 0.0065 0.005 spar 08:00:00 0.0012 0.003 0.0058 0.003 spbo 01:00:00 0.0118 0.0172 0.0377 0.021 spbo 02:00:00 0.0044 0.008 0.0155 0.009 spbo 04:00:00 0.0019 0.0054 0.0091 0.006 spbo 06:00:00 0.0013 0.0044 0.0068 0.005 spbo 08:00:00 0.0012 0.003 0.0059 0.003 spli 01:00:00 0.0112 0.0174 0.0331 0.021 spli 02:00:00 0.0044 0.008 0.0162 0.009 spli 04:00:00 0.0019 0.0053 0.0084 0.006 spli 06:00:00 0.0013 0.0044 0.0065 0.005 spli 08:00:00 0.0012 0.003 0.0058 0.003 29 FINAL Latitude Sigma Longitude Sigma Altitude Geométrica Sigma Precisão Planimétrica Estação Tempo de Rasteio ppte 01:00:00 0.011 0.0172 0.0316 0.020 ppte 02:00:00 0.0048 0.008 0.0178 0.009 ppte 04:00:00 0.0022 0.0055 0.0096 0.006 ppte 06:00:00 0.0015 0.0046 0.0072 0.005 ppte 08:00:00 0.0014 0.0031 0.0062 0.003 rosa 01:00:00 0.0211 0.0229 0.041 0.031 rosa 02:00:00 0.0079 0.0123 0.0218 0.015 rosa 04:00:00 0.0029 0.0085 0.0122 0.009 rosa 06:00:00 0.002 0.0063 0.009 0.007 rosa 08:00:00 0.0017 0.0039 0.0082 0.004 spar 01:00:00 0.0104 0.0173 0.0287 0.020 spar 02:00:00 0.0043 0.0079 0.0161 0.009 spar 04:00:00 0.0019 0.0053 0.0083 0.006 spar 06:00:00 0.0013 0.0044 0.0065 0.005 spar 08:00:00 0.0012 0.003 0.0057 0.003 spbo 01:00:00 0.0118 0.017 0.0374 0.021 spbo 02:00:00 0.0043 0.0079 0.0154 0.009 spbo 04:00:00 0.0019 0.0053 0.0091 0.006 spbo 06:00:00 0.0013 0.0044 0.0068 0.005 spbo 08:00:00 0.0012 0.003 0.0059 0.003 spli 01:00:00 0.0111 0.0173 0.0329 0.021 spli 02:00:00 0.0043 0.0079 0.0161 0.009 spli 04:00:00 0.0018 0.0053 0.0084 0.006 spli 06:00:00 0.0013 0.0044 0.0065 0.005 spli 08:00:00 0.0012 0.003 0.0058 0.003
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