Fundamentos_GPS

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1Eng. Cartógrafo, Esp. Geoprocessamento, Quatro Folhas - Engenharia e Consultoria Florestal e Agrícola.
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FUNDAMENTOS SOBRE GNSS E SUAS IMPLICAÇÕES EM
CIÊNCIAS AGRÁRIAS
Wilson Anderson Holler1
Engenheiro Cartógrafo
Célio Ferreira2
Engenheiro Florestal
Cleber Rodrigo Caneppele3
Engenheiro Agrônomo
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INTRODUÇÃO
Atualmente se tem discutido muito a utilização de tecnologias de posicionamento
espacial em ciências agrárias como, por exemplo, na AP (Agricultura de Precisão) e em
Georreferenciamento de Imóveis Rurais padrão INCRA (nas normas que regulamentam a
lei 10.267/01). Dentro deste escopo este texto traz os conceitos fundamentais envolvidos
na utilização dos sistemas GNSS (Global Navigation Satellite System – Sistemas de
Navegação Global por Satélite) para auxiliar o leitor na escolha de receptores e métodos
mais adequados em diversas situações. É abordado fundamentalmente o sistema de
posicionamento introduzido pelos americanos (NAVSTAR-GPS). Outros sistemas
(GLONASS, GALILEO, BEIDOU) utilizam métodos análogos ao GPS para determinação
de coordenadas sobre a superfície da Terra. Perspectivas futuras sobre GNSS também
são expostas. Os leitores interessados em aprofundar os temas abordados poderão
consultar as referências fornecidas no final do capítulo.
1. O SISTEMA DE POSICIONAMENTO GLOBAL.
O Sistema de Posicionamento Global (designação extraída da simplificação de
NAVigation System with Time and Ranging Global Positioning System - NAVSTAR GPS)
surgiu como um produto da guerra fria, no sentido de se obter, em tempo real a posição
exata de alguma entidade do mundo real (veículo, embarcação e mesmo o homem). Em
outubro de 1957 com o lançamento, pelos soviéticos, do satélite SPUTNIK I, começou
a utilização de satélites para o posicionamento geodésico.
Em 1973 iniciou-se o desenvolvimento do Global Positioning System (GPS),
projetado pelo Departamento de Defesa (DoD) dos Estados Unidos da América (EUA)
para oferecer a posição instantânea, bem como a velocidade e o horário de um ponto
qualquer sobre a superfície terrestre ou bem próxima a ela num referencial tridimensional
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(LETHAM, 1996).
No ano de 1978 é lançado o primeiro satélite do sistema GPS. O sistema atingiu
sua configuração final somente a partir de 1994, onde foi possível integrá-lo totalmente
as operações de levantamento.
O Sistema de Posicionamento Global é uma revolução na navegação. Ele é uma
tecnologia que determina a localização do usuário em qualquer ponto do mundo, 24
horas por dia, em quaisquer condições de tempo. É objetivo do sistema GPS, auxiliar
nas atividades de navegação e realização de levantamentos geodésicos e topográficos.
Hoje, milhões de pessoas utilizam a conveniência desta tecnologia para caçar, pescar,
passear, voar e navegar.
2. SEGMENTOS
Para melhor entendimento o sistema GPS é dividido em três segmentos:
Espacial, de Controle e do Usuário. A figura 01 ilustra os três segmentos.
FIGURA 01 - SEGMENTOS DO SISTEMA DE POSICIONAMENTO GLOBAL (GPS).
Fonte: autor
2.1 SEGMENTO ESPACIAL
O segmento espacial (figura 02) é constituído por uma constelação de 24
satélites em órbita terrestre aproximadamente a 20.200 km com um período de
aproximadamente 12h siderais (11h 56m no tempo solar médio) e distribuídos por seis
planos orbitais. Estes planos estão separados entre si por cerca de 60º em longitude e
têm inclinações próximas a 55º em relação ao plano equatorial terrestre. Foi concebida
de maneira a existir no mínimo 4 satélites visíveis acima do horizonte em qualquer
ponto da superfície a qualquer hora.
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FIGURA 02 - CONSTELAÇÃO DOS SATÉLITES GPS – SEGMENTO ESPACIAL
Fonte: GARMIN
2.2 SEGMENTO DE CONTROLE
O segmento de controle (figura 03) é constituído por 5 estações de rastreio
distribuídas ao longo do globo e uma estação de controle principal (MCS- Master Control
Station). Esta componente rastreia os satélites, atualiza as suas posições orbitais e
calibra e sincroniza os seus relógios. Outra função importante é determinar as órbitas de
cada satélite e prever a sua trajetória nas 24h seguintes. Esta informação é enviada
para cada satélite para depois ser transmitida por este, informando ao receptor GPS
onde é possível encontrar o satélite.
FIGURA 03 - ESTAÇÕES DE MONITORAMENTO GPS – SEGMENTO DE CONTROLE
Fonte: autor
2.3 SEGMENTO DO USUÁRIO
O segmento do usuário inclui todos aqueles que usam um receptor GPS para
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receber e converter o sinal GPS em posição, velocidade e tempo. A figura 04 ilustra o
segmento. Inclui ainda todos os elementos necessários neste processo como as antenas
e programas de processamento.
FIGURA 04 – SEGMENTO DO USUÁRIO
3. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
3.1 CARACTERÍSTICAS DO SINAL
Os satélites transmitem constantemente duas ondas portadoras (sinais, figura
05), estas ondas estão na banda L (usada para rádio):
 A onda portadora L1 é transmitida a 1575.42 MHz e contém dois códigos
modulados. O código de aquisição livre (C/A) – Coarse/Acquisition, modulado a
1.023MHz e o código (P) – Precise/Protected, modulado a 10.23 MHz;
 A onda portadora L2 é transmitida a 1227.60 MHz e contém apenas o código P.
FIGURA 05 - ESTRUTURA DOS SINAIS
Fonte: adaptado de DE WIT, 2007.
As portadoras são moduladas com uma mensagem de navegação contendo
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informação necessária à determinação da posição do satélite.
Os fundamentos básicos do GPS baseiam-se na determinação da distância
entre um ponto, o receptor, a outros de referência, os satélites. Sabendo a distância
que nos separa de 3 pontos podemos determinar a nossa posição relativa a esses
mesmos 3 pontos através da interseção de 3 elipses (quase circunferências) cujos raios
são as distâncias medidas entre o receptor e os satélites. Na realidade são necessários
no mínimo 4 satélites para determinar a nossa posição corretamente, mas deixemos isso
para depois.
Como outros sistemas de rádio-navegação, todos os satélites enviam seus
sinais de rádio exatamente ao mesmo tempo, permitindo ao receptor avaliar o lapso
entre emissão e a recepção. A potência de transmissão é de apenas 50 Watts. A hora-
padrão GPS é passada para o receptor do usuário. Receptores GPS em qualquer parte
do mundo mostrarão a mesma hora, minuto, segundo, até mili-segundo. A hora-
padrão é altamente precisa, porque cada satélite tem um relógio atômico, com precisão
de nano-segundo, mais preciso que a própria rotação da Terra.
Cada satélite transmite um sinal que é recebido pelo receptor, este por sua vez
mede o tempo que os sinais demoram a chegar até ele. Multiplicando o tempo medido
pela velocidade do sinal (a velocidade da luz), obtemos a distância receptor-satélite,
(Distancia= Velocidade x Tempo).
A distância pode ser determinada através dos códigos modulados na onda
enviada pelo satélite (códigos C/A e P), ou pela integração da fase de batimento da onda
portadora.
Esses códigos são tão complicados que mais parecem ser um ruído pseudo-
aleatório (PRN-Pseudo-Random Noise), mas de fato eles têm uma seqüência lógica. O
receptor foi preparado de modo que somente decifre esses códigos e mais nenhum,
assim ele está imune a interferências geradas quer por fontes radio naturais querpor
fontes radio intencionais. Esta é uma das razões para a complexidade dos códigos.
Como o código P está intencionalmente reservado para os utilizadores
autorizados pelo governo norte americano, (forças militares norte americanas e aliados)
os utilizadores “civis” só podem determinar a distância através da sintonia do código C/A.
3.2 DETERMINAÇÃO DA POSIÇÃO
A partir da estrutura do sinal, o sistema baseia-se nas medidas de pseudo-
distância obtida a partir dos códigos. Esta distância é fundamentada na observação do
tempo de deslocamento do sinal entre o satélite e o receptor. A determinação do tempo
de deslocamento do sinal é feita através da comparação do sinal emitido pelo satélite e
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sua réplica gerada no receptor. A distância é chamada de pseudo-distância devido à não
sincronização entre os relógios do satélite e do receptor.
As medidas também utilizam as observações das fases da portadora, e
analogamente àquelas obtidas a partir do código (C/A), também fornecem indiretamente a
medida da distância receptor-satélite. Neste caso específico o que se mede é a diferença
de fase entre o sinal que chega do satélite e o gerado pelo oscilador do receptor. Existe
uma incógnita na observação da distância chamada de ambigüidade, que é o número
inteiro de ciclos que a onda levou para chegar ao receptor no início do rastreio (coleta de
dados GPS).
Para identificação da posição de pontos ou locais de interesse o sistema GPS
utiliza-se das coordenadas dos seus satélites. As coordenadas desses satélites estão
referenciadas a um sistema geodésico (WGS-84), o mesmo utilizado pelo receptor GPS
para processar os dados recebidos e determinar as coordenadas dos pontos de
interesse.
Sabendo a distância do receptor a um único satélite e, sabendo a posição do
satélite, que é enviada no sinal GPS, o conjunto de possíveis localizações do receptor em
torno do satélite descreve um círculo no espaço, figura 06.
FIGURA 06 – PRINCÍPIO BÁSICO DE POSICIONAMENTO GPS
Fonte: autor
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Conhecendo a distância do receptor a um segundo satélite (figura 07b), as
possibilidades de localização do receptor se restringem a dois pontos, que é a interseção
de dois círculos.
FIGURA 07 – DETERMINAÇÃO DA POSIÇÃO
Fonte: autor
Com um terceiro satélite, é possível restringir a possibilidade de localização do
receptor a apenas um ponto. Do ponto de vista geométrico, apenas 3 medições de
distâncias seriam suficientes, no entanto, é necessária uma quarta observação dado que
os relógios dos receptores não estão sincronizados com os relógios dos satélites.
3.3 PRECISÃO DO SISTEMA GPS
O objetivo inicial do U.S.DoD (Departamento de Defesa dos Estados Unidos) era
disponibilizar dois serviços com precisões diferenciadas. O SPS foi idealizado para
proporcionar navegação em tempo real com uma exatidão muito inferior ao
proporcionado pelo PPS, mas verificou-se que os receptores usando apenas o código
C/A proporcionavam uma precisão muito próxima dos que usavam o código P. Como
resultado o Departamento de Defesa implementou duas técnicas para limitar a precisão
do sistema aos utilizadores autorizados:
 Acesso Seletivo (SA - Selective Availability) - Consiste na manipulação da
mensagem de navegação de modo a degradar a informação inerente ao relógio
do satélite e às efemérides transmitidas. O SA foi desativado em 1 de Maio de
2000. A figura 08 mostra como ficou a precisão antes e depois da desativação do
SA;
a b c
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FIGURA 08 – PRECISÃO COM SA ATIVADO (100M) E DESATIVADO (20M)
Fonte: adaptado de GARMIN, 2007.
 Anti-Sabotagem (AS - Anti-spoofing): é semelhante ao SA, no propósito de negar
aos civis e potências hostis, o acesso ao código P. Este sistema impede que os
receptores GPS sejam enganados por falsos sinais criptografando o código P
num sinal chamado código Y. Apenas os receptores militares conseguem
descriptografar o código Y;
 Geometria dos Satélites: o efeito da geometria dos satélites é expresso pelo fator
de degradação da precisão (DOP- Dilution Of Precision). Se por exemplo
observarmos 4 satélites muito próximos, um metro na medição da distância pode
resultar em centenas de metro de erro na posição calculada. Mas se observarmos
muitos satélites e estes se encontrarem espalhados pelo céu, talvez o erro na
posição seja inferior a 1.5 metros por cada metro de erro na medição de uma
distância.
Existem vários tipos de DOP, os mais comuns são:
 GDOP - degradação da precisão da posição tridimensional (geometria);
 PDOP - degradação da precisão da posição tridimensional e tempo;
 VDOP - degradação da precisão vertical;
 HDOP - degradação da precisão horizontal.
Para perceber melhor o efeito da geometria dos satélites na precisão do
posicionamento imagine um tetraedro que é formado por linhas que ligam o receptor a
cada satélite usado, figura 09.
20 metros
100 metros
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FIGURA 09 – GEOMETRIA DOS SATÉLITES & DOP
Fonte: JAVAD, 2007
Quanto maior for o volume do tetraedro, menor (e portanto, melhor) será o DOP.
Um bom DOP terá valores menores que 7. Nunca se deve efetuar observações com
DOPs superiores a 8. Geralmente quanto mais satélites observarmos, menor será o
DOP.
4. AS FONTES DE ERRO DO GPS
O sistema GPS está sujeito a erros aleatórios, sistemáticos e grosseiros. As
fontes de erros envolvidas no processo de medidas devem ser bem conhecidas. Os
erros sistemáticos podem ser parametrizados ou eliminados por técnicas apropriadas.
Os erros aleatórios, por sua vez, não apresentam qualquer relação funcional com as
medidas e são, normalmente, as discrepâncias remanescente nas observações depois
que todos os erros grosseiros e sistemáticos são minimizados. Eles são inevitáveis,
sendo portando, considerados como uma propriedade inerente da observação. O
quadro 01 apresenta uma subdivisão das fontes de erros e lista de alguns de seus
efeitos.
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QUADRO 01 – FONTES DE ERRO E EFEITOS
FONTES EFEITOS
Satélite
Erro da órbita
Erro do relógio
Relatividade Atraso de Grupo
Propagação do sinal
Refração troposférica
Refração ionosférica
Perdas de ciclos
Sinais refletidos (Multicaminho)
Rotação da Terra
Receptor/Antena
Erro do relógio
Erro entre os canais
Centro de fase da antena
Estação
Erro nas coordenadas
Marés terrestres
Movimento do Pólo
Pressão da atmosfera
Dos erros citados no quadro 01, serão comentados os mais difundidos:
 Efeito Multicaminho: ocorre quando o sinal é refletido antes de alcançar o
receptor GPS, figura 10. O sinal refletido demora um pouco mais para alcançar
o receptor que o sinal não refletido. Como a distância para cada satélite é
calculada com base no tempo que o sinal leva para alcançar o receptor, a
demora resulta em um erro de posição. O erro pode ser minimizado pela escolha
de um local menos expostos aos sinais ref let idos para a instalação da
antena. Para minimizar este erro, a antena deve ser montada em superfícies
horizontais planas e grandes, distantes de estruturas verticais como prédios,
mastros, etc. Este erro afeta com maior intensidade a portadora L2, devendo os
levantamentos de alta precisão (que utilizam L1 e L2) serem realizados em áreas
livres de obstrução (HOLLER, 2007);
Condições
Atmosféricas
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FIGURA 10 – EFEITO MULTICAMINHO
(a)
(b)
Fonte: GARMIN, 2007(a), AUTOR(b)
 Condições Atmosféricas: Os sinais provenientes dos satélites atravessam a
atmosfera (figura 11) onde sofrem refração, resultando numa trajetória curva associada
a um atraso na chegada do sinal. A trajetória curva se deve ao fato do sinal passar
através de vários níveis de densidade variáveis. O retardo do sinal é uma conseqüência
da diferença entre a velocidade do sinal na atmosfera e no vácuo. O meio onde ocorre
a propagação consiste essencialmente da troposfera e da ionosfera, figura 10. A
troposfera se estende da superfície terrestre até aproximadamente 80 km e comporta-
se como um meio não dispersivo, isto é, a refração é independente da freqüência do
sinal. A ionosfera é um meio dispersivo (a refração depende da freqüência), o que
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significa que a fase da portadora e a modulação sobre ela serão afetadas de forma
diferentes. A ionosfera abrange aproximadamente a região que vai de 80 até 330 km
acima da superfície terrestre;
FIGURA 11 – ATMOSFERA: TROPOSFERA E IONOSFERA
Fonte: adaptado de DE WIT, 2007.
 Perdas de Ciclos: as medidas de fase (portadora) são, normalmente, contínuas com
respeito ao período de uma sessão de observação. Quando há uma não
continuidade na medida da fase diz-se que ocorreu perda de ciclos. Isto pode ser
devido a bloqueio do sinal, aceleração da antena, variações bruscas na atmosfera,
interferências de outras fontes de rádio e problemas com o receptor e software;
 Erro do relógio: os receptores GPS são normalmente equipados com osciladores de
quartzo, os quais possuem boa estabilidade interna e são de custos relativamente
baixos. Cada receptor possui a sua própria escala de tempo, definido pelo oscilador
interno, a qual difere da escala de tempo GPS. Alguns receptores possuem
osciladores altamente estáveis, podendo aceitar padrões de tempo externo. No
entanto, são receptores de custo elevado, normalmente utilizados em redes de alta
precisão. De qualquer forma, no posicionamento relativo, os erros dos relógios são
praticamente eliminados, não exigindo para a maioria das aplicações, padrões de
tempo altamente estáveis;
 Coordenadas da Estação: posicionamento GPS, no modo relativo, proporciona
diferenças de coordenadas tridimensionais (ΔX, ΔY e ΔZ) de alta precisão. Para tal,
pelo menos um ponto deve ser mantido fixo. Qualquer erro em suas coordenadas irá
ser propagado para as coordenadas dos pontos determinados a partir dele.
A figura 12 mostra a influência em metros de alguns erros envolvidos nos
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levantamentos GPS.
FIGURA 12 - INFLUÊNCIA DOS ERROS
Alguns erros podem ser reduzidos utilizando a correção diferencial, tais como os
erros de relógio de satélite. Isto se deve ao fato de serem comuns tanto no receptor da
estação Base como nos receptores rover (itinerantes). Erros que não são comuns entre a
Base e o rover não podem ser reduzidos utilizando a correção diferencial, tais como
sinais refletidos (multicaminho) e ruído nos receptores.
Cada satélite transmite dados orbitais e do relógio da satélite baseado em um
comportamento previsto. Se a órbita do satélite não se comporta como previsto, resulta
em um erro de pseudo-distância. Este erro de freqüência orbital entre os dois receptores
depende da distância entre eles (linha de base). Devido aos satélites orbitarem em alta
altitude, os erros orbitais são quase idênticos entre os receptores Base e rover até
aproximadamente 100 Km de distância (linha de base). Para distâncias maiores entre os
receptores, os erros orbitais se tornam notavelmente diferentes para cada receptor,
tornando-se uma fonte de erro mais difícil de ser resolvida com correções diferenciais
(erros da ionosfera).
5. ASPECTOS TÉCNICOS DE UM RECEPTOR GPS
5.1 RASTREAMENTO DOS SATÉLITES
Um receptor rastreia um satélite pela recepção de seu sinal. Sinais de apenas
quatro satélites são necessários para obtenção de uma posição fixa tridimensional, mas
é desejável um receptor que rastreie mais de quatro satélites simultaneamente. Rastrear
satélites significa conhecer suas posições. Muitos receptores calculam a posição com
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quatro satélites e usam os sinais do quinto para verificar se o cálculo está correto.
5.2 CANAIS
O canal de um receptor é considerado a sua unidade eletrônica primordial,
podendo possuir um ou mais canais. Os tipos de canais são divididos em multi-canais
(canais dedicados), seqüencial e multiplexados.
Nos receptores multi-canais, também denominados de canais paralelos, cada
canal rastreia continuamente um dos satélites visíveis. No mínimo quatro canais são
necessários para obter posição e correção do relógio em tempo real. Se mais canais
estiverem disponíveis, um maior número de satélites pode ser rastreado. Os receptores
modernos contam com até 72 canais para cada freqüência. Nos receptores seqüenciais,
o canal alterna de satélite dentro de intervalos regulares, normalmente não coincidentes
com a transmissão dos dados, fazendo com que a mensagem do satélite só seja
recebida completamente depois de várias seqüências. Alguns receptores dispõem de um
canal dedicado para a leitura das mensagens. Na maioria dos casos usam-se canais
seqüenciais rápidos, cuja taxa de alternância é da ordem de um segundo.
Na técnica multiplex, seqüências são efetuadas entre satélites numa velocidade
muito alta, e quando for o caso, nas duas freqüências. A razão de troca é mais
sincronizada com as mensagens de navegação (diferente da técnica seqüencial),
permitindo que elas sejam obtidas quase que simultaneamente. Um receptor usando a
técnica multiplex necessita da ordem de 30 segundos para obter a primeira posição, tal
como nos receptores com canais dedicados.
Receptores com um único canal são de baixo custo, mas como são lentos na
aquisição de dados, ficam restritos a aplicações de baixa velocidade. A maioria dos
receptores geodésicos tem de 8 a 12 canais dedicados (paralelos), com capacidade de
rastrear todos os satélites visíveis.
5.3 ANTENAS
A antena detecta as ondas eletromagnéticas emitidas pelos satélites, converte
a energia da onda em corrente elétrica, amplifica o sinal e o envia para a parte
eletrônica do receptor.
Existem vários tipos de antenas no mercado de acordo com a necessidade do
usuário, dentre as quais podem ser citadas: Monopole ou Dipole, Hilex, Spiral Hilex,
Microstrip e Choke ring. O modelo de antena mais apropriada para GPS de navegação
é a microstrip. A figura 13 mostra dois modelos de antena.
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Para levantamentos geodésicos, a antena utilizada deve permitir a recepção de
duas ondas portadoras (L1 e L2) e garantir alta estabilidade entre o centro de fase e o
seu centro geométrico, além de ter uma proteção contra o efeito multicaminho. O modelo
de antena mais adequado para a precisão geodésica é o Choke ring.
FIGURA 13 - TIPOS DE ANTENAS EXTERNAS PARA RECEPTORES GPS.
Choke Ring
5.4 TIPOS DE RECEPTORES GPS
Existem diversos tipos de equipamentos GPS. Os aparelhos são aqui descritos
com as precisões fornecidas pelos fabricantes. No entanto, alguns vendedores
querendo vender seu produto superestimam a capacidade de seus produtos, portanto,
cabe ao consumidor ficar atento e escolher um equipamentomais adequado às suas
necessidades.
Os seguintes equipamentos/receptores estão listados: navegação, diferenciais,
cadastrais, topográficos e geodésicos.
5.4.1 Navegação
Os equipamentos de navegação (figura 14) são aqueles que fornecem o
posicionamento em tempo real, baseado no código C/A. A precisão (SPS – código C/A)
destes equipamentos é da ordem de 20 metros.
FIGURA 14 – EXEMPLOS DE RECEPTORES DE NAVEGAÇÃO
GPS 12 GPS Map 76S GPS V Etrex Vista
5.4.2 GPS Diferenciais (DGPS)
São semelhantes aos de navegação, diferindo-se por possuírem um link de
rádio, utilizado para receber as correções diferenciais provenientes de uma estação
base. Através dessas correções em tempo real é possível minimizar o maior erro do
GPS que é SA, obtendo-se precisões da ordem de 1 a 3 metros.
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5.4.3 Cadastrais
São aparelhos que trabalham com o código C/A e/ou trabalham com a fase da
portadora L1 (o código C/A é modulado sobre ela), figura 15.
A grande diferença deste equipamento é a sua capacidade de aquisição e
armazenamento de dados alfanuméricos associados às feições espaciais levantadas
(ponto, linha e área). Dependendo do tipo de aparelho utilizado a precisão pode chegar
a 50 cm.
FIGURA 15 – EXEMPLOS DE RECEPTORES CADATRAIS
Trimble GeoXM Juno ST Handheld P550 GIS
5.4.4 Topográficos
São aparelhos semelhantes aos cadastrais, figura 16. Possuem uma precisão
da ordem de 3 cm, são utilizados para levantamentos topográficos que permitem
aquisição de dados para escalas de 1:2000 ou maior.
FIGURA 16 – EXEMPLOS DE RECEPTORES TOPOGRÁFICOS
Trimble ProXT Tech Geo GTRA-BT Ashtech Promark2
5.4.5 Geodésicos
São aparelhos de dupla freqüência (sofrem menos interferência da ionosfera,
pós-processado), recebendo a freqüência L1 (e código C/A) e a freqüência L2 (código
C/A ou P), figura 17.
São indicados para trabalhos geodésicos como transportes de coordenadas e
controle de redes. Se utilizados para trabalhos topográficos conseguem produtos de
escala 1:1000 ou melhor. Normalmente a antena destes receptores ficam apoiadas a
tripés para dar maior estabilidade.
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FIGURA 17 – EXEMPLOS DE RECEPTORES GEODÉSICOS E TRIPÉ PARA APOIO
Novatel DL4-Plus Trimble Net R5 Tripé para apoio da antena
6. MÉTODOS DE POSICIONAMENTO GPS
Independentemente do objetivo da utilização do GPS, podem-se ter
posicionamentos absoluto e relativo, e combinações com a presença ou ausência de
movimento.
Posicionamento é definido como sendo a posição de objetos em relação a um
referencial específico. O método de posicionamento pode ser classificado como
absoluto, quando as coordenadas de um objeto estão associadas diretamente ao
geocentro, e relativo, quando as coordenadas são determinadas em relação a um
referencial materializado por um ou mais vértices com coordenadas conhecidas. Um
complemento a esta classificação refere-se ao deslocamento de um dos receptores
(rover), quando o posicionamento torna-se cinemático. Já quando o receptor está em
repouso e, denomina-se, posicionamento estático.
Os métodos e as técnicas do posicionamento GPS são apresentados em um
organograma simplificado na figura 18.
FIGURA 18 – ORGANOGRAMA: MÉTODOS E TÉCNICAS DO POSICIONAMENTO GNSS
Fonte: adaptado de KRUEGER, 1996.
GPS
Métodos
Absoluto Relativo Diferencial
Técnicas Técnicas Técnicas
Estático
Cinemático
Estático
Estático
Rápido
Cinemático
Stop & Go
DGPS
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Os métodos e técnicas apresentados na figura 19 podem ser também aplicados
ao outros sistemas de posicionamento global (GLONASS, Galileo e Beidou).
O método absoluto (figura 19) consiste em apenas realizar um rastreio GPS
utilizando as técnicas Estático e Cinemático. No primeiro o receptor permanece parado,
enquanto que no segundo o receptor está em movimento. Neste método não há correção
das observações GPS obtidas.
FIGURA 19 – POSICIONAMENTO: MÉTODO ABSOLUTO COM TÉCNICA ESTÁTICO
Fonte: autor
A seguir são detalhadas as principais técnicas utilizadas em levantamentos GPS
nos métodos Relativo e DGPS.
6.1 MÉTODO RELATIVO
No método relativo, a posição de um ponto é determinada em relação a outro(s),
cujas coordenadas são conhecidas. As coordenadas do(s) ponto(s) conhecido(s)
(receptor A, figura 20) devem estar referenciadas ao WGS-84, ou num sistema
compatível a esse. Nesse caso os elementos que compõem a linha de base, ou seja, ΔX,
ΔY e ΔZ, são estimados e, ao serem acrescentados às coordenadas da estação base ou
de referência, proporcionam as coordenadas da estação desejada (receptor B, figura 20).
FIGURA 20 – MÉTODO RELATIVO
Fonte: autor
6.1.1 Estático
É o método de posicionamento que permite obter maior precisão. É geralmente
VVeettoorr ddaa lliinnhhaa bbaassee
B
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utilizado para medição de bases longas, redes geodésicas, tectônica de placas etc.
Neste método os receptores permanecem fixos durante um certo período de tempo
(maior que 30 minutos).
6.1.2 Rápido-Estático
Usado para estabelecer redes locais de controle, adensamento de redes etc.
Corresponde a uma sessão estática de curta duração (de 5 a 30 minutos). É Bastante
preciso em bases de comprimento até 20 km, e muito mais rápido que o posicionamento
estático. O principal problema deste método de posicionamento reside na resolução
das ambigüidades.
6.1.3 Cinemático
Usado medição de vários pontos sucessivamente. É um método bastante
eficaz para medir vários pontos próximos entre si. O receptor não fica em modo estático
em qualquer período da sessão. Contudo, no caso de existirem elementos que
obstruam a trajetória do sinal (pontes, árvores, edifícios altos etc.) e menos de 4
satélites visíveis, é necessária uma reinicialização que pode demorar 5-20 minutos.
6.1.4 Stop and Go
Este método de posicionamento consiste em transportar um receptor a todos
os pontos a observar, efetuando breves paragens (alguns minutos), nas posições de
maior interesse. O requisito básico deste método é que as ambigüidades sejam
determinadas antes de se iniciar o posicionamento. O receptor deve ser transportado
cuidadosamente de maneira a não ocorrer obstrução dos sinais dos satélites (perdas de
ciclos).
6.2 MÉTODO DIFERENCIAL
O conceito do DGPS é diferente daquele envolvido no posicionamento/método
relativo. Enquanto no método DGPS aplicam-se as correções estimadas na estação
base nas coordenadas ou observações da estação a determinar (rover), no relativo há
um vetor ligando as duas estações.
6.2.1 DGPS
Se soubermos a localização de um receptor, podemos comparar os valores
obtidos com os valores teóricos e deste modo calcular correções para medições de
outros receptores que estão em pontos desconhecidos.
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O receptor na posição conhecida é chamado receptor base ou de referência, e o
receptor ou receptores que estão em posições desconhecidas são chamados “rover”. O
receptor de referência calcula as medições para cada satélite, baseando-se na sua
posição que é conhecida e na localização instantânea de cada satélite. Depois compara
os valores calculados com as medições reais e determinadas a priori. A diferença entre
esses valores nos dá a correção para cada satélite, a qual vai ser transmitida ao outro
receptor. O rover pode então aplicar as correções recebidas da estação base e sua
posiçãopode ser determinada melhorando consideravelmente a qualidade das
coordenadas obtidas.
O DGPS é baseado na medição da distância receptor-satélite através da
observação do código, figura 21.
As correções diferenciais são transmitidas ao receptor remoto, por uma ligação
rádio de dados, utilizando o protocolo RTCM (Radio Technical Commission for
Maritime Services Special Committee) que especifica o modo de transmissão dos dados
GPS (por "link" de rádio) para estas correções.
FIGURA 21 – DGPS
Fonte: autor
Se não necessitamos trabalhar em tempo real as medições da base e do rover
seriam gravadas e mais tarde transferidas para um computador para depois ser efetuado
o cálculo. Esta técnica é usualmente designada por pós-processamento.
Nos métodos de posicionamento baseados na observação do código os
resultados são instantâneos, mas não são precisos.
6.2.2 Real Time Kinematic (RTK)
O RTK é baseado na medição da distância receptor-satélite através da fase da
onda portadora, figura 22. A maior dificuldade desta técnica é o desconhecimento do
número de ciclos completos (inteiros) decorridos desde que o sinal deixou o satélite até
ao instante de sintonia (ambigüidade de ciclo). Temos então que esperar alguns minutos
ROVER
BBAASSEE
CCoorrrreeççããoo
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até que o receptor consiga resolver a ambigüidade de ciclo de cada par receptor-satélite.
Depois de o receptor resolver as ambigüidades corretamente, a precisão da cada
posição calculada situa-se entre 0,5 cm a 2 cm na horizontal e de 1 a 3 cm na vertical +
1 ppm para um receptor de dupla freqüência e + 2 ppm para um receptor de uma
freqüência.
FIGURA 22 - RTK
6.3 COMPARATIVO DAS TÉCNICAS DE POSICIONAMENTO GPS
Na figura 23 estão mostradas as principais técnicas de posicionamento relativo e
diferencial confrontadas com as precisões obtidas para os comprimentos de linha de
base correspondentes.
FIGURA 23 – GRÁFICO COMPARATIVO: TÉCNICA X PRECISÃO
Precisão
1 m
1 dm
1 cm
1 mm
Comprimento
da linha de base
1 10 100 1000 km
Estático
Tempo real
Ambigüidades fixadas
Pós-processamento
Estático rápido
RTK
DGPS
Precisão
1 m
1 dm
1 cm
1 mm
Comprimento
da linha de base
1 10 100 1000 km
Estático
Tempo real
Ambigüidades fixadas
Pós-processamento
Estático rápido
RTK
DGPS
FONTE: WILLGALIS et al. (2002, p. 4).
NOTA: adaptado e traduzido pelo autor.
7 CONSIDERAÇÕES SOBRE GPS
Para uma reflexão sobre a utilização de receptores GPS alguns cuidados devem
ser lembrados. Para esclarecer uma das dúvidas que permeiam o posicionamento GPS,
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BBAASSEE
CCoorrrreeççããoo
((PPoorrttaaddoorraa))
Linha de Base
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o da medição de áreas com receptores de navegação, é abordado um exemplo para
duas situações com geometrias diferentes.
7.1 REALIZANDO CÁLCULO DE ÁREA COM GPS DE NAVEGAÇÃO
Alguns receptores GPS permitem que o usuário calcule uma determinada área
instantaneamente. Mas para realizar esse tipo de operação com um GPS de navegação
é necessário ter alguns cuidados.
A tecnologia atual permite uma precisão de 5 a 15 metros nos GPS de
navegação. Entretanto estão surgindo novas tecnologias capazes de reduzir o erro
horizontal para valores de 1 a 3 metros. Os trabalhos com o GPS de mão devem ser
realizados com cautela tendo em vista que o erro ainda é significativo para pequenas
áreas. Como ilustrações são mostradas abaixo duas tabelas indicando o percentual de
erro obtido no cálculo de área de um quadrado e de uma circunferência se admitirmos
um erro de 5 metros para fora do desenho. Na prática este erro é aleatório podendo
estar em qualquer direção.
FIGURA 24 – ÁREA RETANGULAR E CIRCULAR
Na figura 24 ΔL e Δr representam a margem de erro de 5 metros.
O quadro 02 mostra, em porcentagem, os erros encontrados levando em
consideração alguns valores de áreas retangulares e circulares.
QUADRO 02 – ERROS ENCONTRADOS PARA AS ÁREAS RETANGULARES E CIRCULARES
Área Retangular Área Circular
Área Erro Área Erro
1 ha 10% 3,14 ha 10%
25 ha 2% 28,0 ha 5%
100 ha 1% 78,0 ha 2%
2500 ha 0,20% 314 ha 1%
10000 ha 0,10% 7800 ha 0,20%
40000 ha 0 31400 ha 0,10%
O quadro 02 mostra que quanto maior a área medida com o GPS de mão,
menor será o percentual de erro. Portanto, o usuário deve verificar em cada caso, se o
GPS de mão poderá ser útil na determinação da área. Para trabalhos que exijam
precisão, é recomendado utilizar o GPS de navegação apenas como instrumento
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auxiliar.
7.2 VANTAGENS DO GPS
 Disponibilidade a qualquer hora e lugar da superfície terrestre;
 Levantamentos com o GPS não implicam em aumento da(s) equipe(s) de
campo;
 A interferência do operador é minimizada, sendo a quase totalidade das
informações obtidas e armazenadas eletronicamente;
 Implantação de pontos de apoio e de georreferenciamento para fotogrametria e o
sensoriamento remoto.
7.3 LIMITAÇÕES DO GPS
 Susceptibilidade às interrupções nos sinais transmitidos pelos satélites, sobretudo
em áreas próximas a edificações muito altas ou de densa cobertura arbórea;
 O sistema pode ser desligado a qualquer momento pelo Departamento de
defesa dos EUA.
9. INTEGRAÇÃO GPS/SIG
Uma outra grande vantagem do sistema GPS é a sua capacidade de
integração com outros sistemas, ressaltando sua relação com o Sistema de Informação
Geográfica (SIG). A interface entre os dois sistemas permite uma maior velocidade na
obtenção e tratamento dos dados georreferenciados. O GPS é o ponto chave da junção
destes dois sistemas, pois permite inicialmente a aquisição dos dados, os quais
constituirão a base cartográfica para a análise espacial pelos SIGs. Desse modo pode-
se alcançar grande velocidade e precisão na coleta de dados, conduzindo a uma
significativa melhoria nos mapeamentos agrícolas, geodésicos e ambientais. No entanto
deve-se ter muito cuidado, no que se refere à questão de fornecer adequadamente os
dados para o Sistema de Informação Geográfica (SIG). As coordenadas obtidas pelo
rastreamento de satélites do GPS referem-se a um datum geocêntrico internamente
consistente, o “World Geodetic System/1984” (WGS-84), e usualmente os SIG’s operam
sobre coordenadas de cartesianas em uma dada projeção, normalmente UTM (Universal
Transverse Mercator).
A exportação de dados coletados por GPS pode ser realizada de forma direta,
através dos formatos de dados espaciais (DXF, SHP, DGN) e dos formatos de atributos
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(DBF, Access), utilizando-se softwares específicos, como o Ezsurv para receptores
topográficos e geodésicos e o GPS TrackMaker (gratuito) para receptores de
navegação.
13. OUTROS SISTEMAS DE POSICIONAMENTO
13.1 GLONASS
O GLONASS (Global’naya Navigatsionnay Sputnikovaya Sistema – Sistema de
Navegação Global por Satélite) foi desenvolvido pela ex-URSS, no início dos anos 70,
sendo atualmente mantido pelo governo Russo através da Russian Federation Space
Force, tem como principal objetivo proporcionar posicionamento 3D, velocidade e tempo
sob qualquer condição climática e em todo o globo.
O sistema GLONASS apresenta dois tipos de sinais de navegação: o sinal de
navegação de precisão padrão (SP – Standard Precision) e o sinal de navegação de alta
precisão (HP – High Precision). O posicionamento e serviço de tempo no módulo SP é
fornecido a todos os usuários civis de maneira continuae ao redor do globo com precisão
horizontal de 57 a 70 m, vertical de 70 m com probabilidades de 99,7% (GLONASS,
2002).
Da mesma forma que o sistema GPS, o sistema GLONASS também é composto
por três segmentos: o espacial, de controle e de usuários.
O quadro 03 mostra uma breve comparação entre o sistema GPS e o GLONASS.
QUADRO 03 – COMPARAÇÃO GPS/GLONASS
GLONASS GPS
Nº de satélites 24 (9)* 24 (28)*
Nº de satélites/lançamento 3 1
Nº de planos orbitais 3 6
Inclinação da órbita 64,8º 55º
Altitude da órbita 19100 Km 20200 Km
Período de revolução 11h 15 min 40 s 11h 50 min 00s
Sistema de referência PZ-90 WGS-84
Sistema de tempo TUC (Rússia) TUC (USNO)
Freqüência das portadoras L1 1602 + 0,5625 * n (MHz)** 1575,42 MHz
L2 1246 + 0,4375 * n (MHz)** 1227,60 MHz
Freqüências dos códigos C/A 0,511 MHz 1,023 MHz
P 5,11 MHz 10,23 MHz
* O número entre parênteses representa o número atual de satélites em
funcionamento (31/02/2007)
** n é o número dos canais de cada satélite.
Pelo quadro 03, pode-se observar que as freqüências dos códigos C/A e P do
GLONASS são aproximadamente metade daquela do sistema GPS, o que pelo menos
teoricamente indica que as pseudodistâncias GLONASS são de pior acurácia, pois
apresentam um comprimento de onda maior.
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Atualmente existe uma tendência de fabricação de receptores no mercado
habilitados a receber os seus sinais. Estes receptores são conhecidos pela sigla GNSS.
13.2 GALILEO
Sistema de posicionamento que está sendo desenvolvido pela União Européia,
previsto para entrar em operação no ano de 2012. O Galileo surgiu da necessidade das
nações do mundo se livrar da dependência do sistema GPS controlado pelo governo
norte americano.
Galileo futuramente será um sistema de navegação global por satélite próprio da
Europa, que fornecerá um serviço altamente exato, garantido sob o controle civil. Será
interoperável com GPS e GLONASS, oferecendo dupla freqüências como padrão.
Garantirá a disponibilidade do serviço sobretudo nas circunstâncias mais extremas e
informará aos usuários dentro de segundos uma falha no satélite. Isto será importante
para as aplicações onde a segurança é essencial (GALILEO, 2007).
O primeiro satélite experimental foi lançado em 2004 e outro neste ano (2007).
Mais quatro satélites operacionais serão lançados entre 2008 e 20010 para validação das
órbitas. Uma vez que esta fase de validação da órbita for terminada, os satélites
restantes serão instalados para alcançar a potencialidade operacional total em 2008
(GALILEO, 2007).
O sistema Galileo por completo consistirá em 30 satélites (27 + 3 sobressalentes
operacionais), posicionados em três planos médios circulares da órbita da terra (MEO –
Medium Earth Orbits) em 23.616 km de altitude acima da Terra, e em uma inclinação dos
planos orbitais de 56 graus em referência ao plano equatorial. O grande número de
satélites junto com a otimização da constelação, e a disponibilidade dos três satélites de
reposição ativos, assegurarão que a perda de um satélite não tenha nenhum efeito para
o usuário.
Haverá dois centros de controle (GCC) no território europeu que controlarão os
satélites. Os dados serão fornecidos por uma rede global de vinte estações de
monitoramento, e transmitidos aos centros de controle através de uma rede de
comunicações. O centro de controle de dados tem a função de computar a informação e
sincronizar o sinal do tempo de todos os satélites e da estação na Terra (GALILEO,
2007).
Cada satélite será equipado com um transponder, que poderá transmitir sinais dos
transmissores do usuário ao um centro. Ao mesmo tempo, o sistema fornecerá um sinal
ao usuário, informando a integridade deste sinal. Esta última característica é nova e é
considerada a principal melhora comparada ao sistema americano (GPS).
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O quadro 04 relaciona algumas vantagens e desvantagens do Galileo.
QUADRO 04 – VANTAGENS E DESVANTAGENS DO GALILEO
Vantagens Desvantagens
 Precisão (1m contra 10 m do GPS);
 Qualidade do sinal;
 Cobertura global (30 satélites contra 24 do GPS);
 Pode ser utilizado nas regiões situadas em latitudes
extremas;
 Inclui uma mensagem da integridade do sinal que
informa ao usuário todos os erros imediatamente.
 O sistema não será gratuito (com custos adicionais
para aplicações específicas).
Fonte: (GALILEO, 2007).
13.3 BEIDOU
O Sistema Beidou - nome chinês para uma constelação conhecida no Hemisfério
Ocidental como Ursa Maior (ou Big Dipper) - foi construído para uma órbita
geoestacionária circular, operando a 22.300 milhas (aproximadamente 35.888 km) de
altitude.
A China planeja lançar uma série de satélites para criar a rede de navegação
espacial chamada, em inglês, Compass Navigation Satellite System. Enquanto o
U.S./GPS, E.U./GALILEO e RUSSIAN/GLONASS utilizam satélites que se movem em
relação à superfície terrestre, o Beidou (ou Compass) irá posicionar cinco de seus
satélites em órbitas geoestacionárias, e os outros trinta irão transitar em órbitas similares
aos outros GNSS.
A Xinhua (Agência de Notícias Oficial da China), em novembro de 2006, afirmou
que Beijing (ou Pequim) proverá total acesso aos sinais do Beidou permitindo um
posicionamento com precisão de 10 metros. Outro serviço, para determinados usuários,
permitirá um posicionamento mais preciso.
13.3 GNSS
Sigla genérica para Global Navigation Satellite Systems (Sistemas de Satélites de
Navegação Global), que engloba os sistemas GPS (EUA), GLONASS (Rússia), Galileo
(União Européia) e Beidou (China).
O GNSS (Global Navigation Satellite System) surgiu da idéia de combinar o
GPS, o GLONASS (GLObal Navigation Satelite System – O sistema Russo equivalente
ao GPS), o Galileo (sistema europeu) e o Beidou (sistema chinês). Esta combinação de
sistemas vem trazer vantagens substanciais como o maior número de satélites
disponíveis.
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8. APLICAÇÕES DO GPS
Embora o GPS tenha sido desenvolvido para ir ao encontro das necessidades
militares, logo foram desenvolvidas técnicas capazes de tornar útil para a comunidade
civil. Hoje qualquer pessoa que queira saber sua posição, encontrar seu caminho para
determinado local (ou de volta ao ponto de partida), conhecer a velocidade e direção de
seu deslocamento pode se beneficiar com o sistema.
Com a popularização do GPS, um novo conceito surgiu na agricultura: a
agricultura de precisão (AP).
8.1 GPS E AGRICULTURA DE PRECISÃO (AP)
O conceito utilizado em agricultura de precisão (AP) é conhecido desde 1929
(STAFFORD, 1996), mas apenas recentemente tecnologias apropriadas tornaram-se
disponíveis para realizá-lo em campo. Trata-se do processo da busca do crescimento em
eficiência através do gerenciamento localizado da agricultura. Envolve a aplicação de
novas tecnologias que modificam técnicas existentes, utilizando-as para medir
rendimento, determinar as condições do solo e da cultura e realizar o mapeamento da
propriedade.
Sendo composta por diversos componentes, a AP pode ser pensada como um
sistema de grupos de atividades (Figura 26). Nestes grupos são incluídas atividades
como colheita, amostragem de solos ou distribuição de fertilizantes que se pressupõe que
sejam feitas usando critérios de qualidade e eficiência independentes do sistema AP. Os
componentes têm um elo comum, que é o georreferenciamento através do GPS de todas
as atividades.
O monitoramento da lavoura pode incluir contagens de insetos, número de plantas
ou folhas afetadas, graus de severidade de doenças, graus de severidade de
acamamento, número e vigor de plantas espontânease qualquer outro parâmetro
quantitativo ou qualitativo relativo à saúde da planta, sua distribuição (stand) e seu
desenvolvimento. As técnicas para este monitoramento são as mesmas utilizadas na
agricultura tradicional, com a diferença que os pontos de amostragem são
georreferenciados, o que permite a sua espacialização em mapas e eventual retorno aos
mesmos pontos para acompanhamento da evolução de uma doença no tempo, por
exemplo. O monitoramento de solos envolve a coleta de amostras em pontos também
georreferenciados.
Alternativamente, a produtividade relativa pode ser mapeada por sensoriamento
remoto, através de imagens de satélite ou de vôos de baixa altitude. O monitoramento da
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produtividade requer sensores nas colhedoras, que são específicos para grãos, plumas,
ou volume/massa (cana, frutos, tubérculos). Os dados levantados pelos componentes de
monitoramento são alimentados ao componente de análise dos dados georreferenciados,
através de um sistema de informações geográficas (SIG). Este componente realiza o
armazenamento e manipulação das informações em bancos de dados, e também a
análise destes visando gerar ações diferenciadas no espaço, ou seja, ações que levam
em conta a variabilidade espacial da lavoura. Esta é a questão que essencialmente
diferencia a agricultura tradicional, na qual as taxas de fertilizantes, corretivos,
agroquímicos e sementes são fixas para toda uma gleba da AP, na qual as taxas são
variáveis de acordo com a variabilidade dos atributos monitorados. Ou seja, as grandes
diferenças entre o sistema AP e a agricultura tradicional é o georreferenciamento pelo
GPS dos atributos e operações relacionados à produção, e a manipulação desta
informação em um SIG. A partir dos mapas de aplicação gerados pelo componente de
análise, a aplicação em taxa variável, usando equipamentos especializados ou não, é
realizada. Isto permite a AP tratar as diferentes manchas que comumente ocorrem na
lavoura como realmente devem ser tratadas, sem excessos ou déficits, ao mesmo tempo
em que preserva os “tiros longos” das operações mecanizadas. Isso maximiza a
eficiência dos fatores de produção aplicados em taxa variável enquanto mantêm as
manobras das máquinas em um mínimo, maximizando assim a lucratividade.
FIGURA 26 - FLUXOGRAMA DO SISTEMA DE AP
Fonte: adaptado de (ROLLOF, 2007).
Acrescentando um exemplo ao tema GPS e AP podemos supor que uma
máquina agrícola dotada de receptor GPS pode armazenar dados relativos à
produtividade em um cartão magnético que, tratados por programa específico, produz
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um mapa de produtividade da lavoura. As informações, resultantes de uma análise por
parte do engenheiro agrônomo, permitem aperfeiçoar a aplicação de corretivos e
fertilizantes. Lavouras americanas e européias já utilizam o processo que tem enorme
potencial em nosso país.
Mais exemplos de algumas aplicações:
 Delimitação de parcelas agrícolas;
 Levantamentos de canais de irrigação;
 Localização de poços ou furos de água;
 Delimitação de culturas danificadas.
O tema AP atualmente está sendo muito discutido e um dos conceitos
fundamentais é o correto entendimento dos sistemas de posicionamento globais para
integração de dados georreferenciados a um SIG visto que a principal diferença entre a
agricultura tradicional e agricultura de precisão é a informação georreferenciada, isto é,
atributos associados a coordenadas geográficas.
Neste texto foi abordado de maneira extremamente sucinta o assunto AP, não
esgotando as discussões sobre a integração GPS e AP.
14. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Segundo a ABI Research (empresa americana de pesquisas tecnológicas),
existem no mundo atualmente 12 milhões de dispositivos GPS, e até 2011 este número
chegará a 315 milhões.
Para qualquer que seja a finalidade que você esteja utilizando um receptor GPS,
seja ele de navegação ou geodésico, é de extrema importância seguir algumas dicas,
como por exemplo: antes de comprar um aparelho ou realizar um levantamento definir
o tipo de produto que se quer obter; conhecer bem todas as funções do aparelho
utilizado; estar preparado para utilizar outros tipos de aparelhos de navegação, caso
aconteça algo de errado com equipamento utilizado; e, principalmente, ler bastante
sobre o tema.
16. GLOSSÁRIO TÉCNICO
Acurácia e precisão: Acurácia é o grau de veracidade de um grupo de dados enquanto
precisão é o grau de repetibilidade das medições. Usando a analogia do alvo de flechas,
a acurácia descreve o quanto as flechas (diferentes medições) se aproximam do centro
do alvo, correspondente ao valor real. Quanto mais próximas as flechas estiverem do
centro maior a acurácia. Precisão é o tamanho da dispersão do grupo de flechas atirado;
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quanto menor, maior a precisão, mesmo estando distante do centro do alvo. É importante
entender que um determinado grupo de medições pode apresentar alta precisão, porém
baixa acurácia e vice-versa, figura 27.
FIGURA 27 – ACURÁCIA X PRECISÃO
Almanaque: Conjunto de informações transmitidas pelos satélites GPS suficientes para o
cálculo aproximado da posição dos satélites.
Efemérides: Informações transmitidas pelos satélites suficientes para o cálculo da posição
precisa dos satélites GPS ao longo do tempo.
WGS 84, World Geodetic System of 1984: Elipsóide geocêntrico adotado no sistema
GPS utilizado para representar coordenadas.
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9 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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l'Environnement, Orléans. Disponível em: <http://lpce.cnrs-orleans.fr/~ddwit/gps/>.
Acessado em 20 de maio de 2007.
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em 20 de maio de 2007.
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