Posicionamento por ponto preciso em tempo real para receptores GPS de simples frequência: um estudo de caso sobre a América Latina com foco em veículos agrícolas conectados

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Oliveira, Ludmila Aparecida de
• Orientador(a): Silva, Felipe Oliveira e
• Banca de defesa: Silva, Felipe Oliveira e, Tosin, Marcelo Carvalho, Cavalcanti, Vinícius Manhães Gabriel de Brito
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso restrito
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Lavras
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Engenharia de Sistemas e Automação
• Departamento: Departamento de Engenharia
• País: brasil
• Palavras-chave em Português: Sistema Global de Navegação por Satélite; Sistema de Posicionamento Global; Posicionamento por ponto preciso em tempo real; Global navigation satellite systems; Global Positioning System; Real-time precise point positioning; Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas (FCAG); Universidad Nacional de La Plata (UNLP); GNSS; GPS; RT-PPP; IGS
• Área do conhecimento CNPq: Máquinas e Implementos Agrícolas
• Link de acesso: https://repositorio.ufla.br/handle/1/59067

Os Sistemas Globais de Navegação por Satélite (GNSS) podem ser utilizados em diversas áreas do conhecimento, tais como na localização de pessoas e veículos, agricultura de precisão ou até mesmo em sistemas de defesa e no controle de tráfego aéreo. Atualmente, existem diversas técnicas de posicionamento que podem ser aplicadas em tais sistemas, cada qual com sua particularidade e limitação. Logo, é relevante o estudo de técnicas alternativas que busquem melhorar a precisão no posicionamento, tal como a técnica de Posicionamento por Ponto Preciso (PPP), a qual foi originalmente criada para aplicações pós-processadas (PP-PPP) baseadas em receptores de dupla frequência (DF), mas que, atualmente, já pode ser empregada em aplicações em tempo real (RT-PPP) baseadas em receptores de simples frequência (SF). A utilização de receptores SF reduz o custo de implementação com relação a soluções que utilizam receptores DF, porém essa técnica requer que correções sejam aplicadas às observáveis de um receptor GNSS de forma a mitigar individualmente os componentes dos chamados “erros de modo comum” (CME). Tais correções RT-PPP são fornecidas por agências especializadas, como por exemplo, o Serviço Internacional GNSS (IGS), a Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas (FCAG), da Universidad Nacional de La Plata (UNLP), o Bundesamt für Kartographie und Geodäsie (BKG), entre outros. Sendo assim, o objetivo do presente trabalho é investigar o formato em que cada correção é gerada, bem como definir algoritmos adequados para implementação de uma solução de posicionamento submétrico via SF RT-PPP utilizando particularmente o Sistema de Posicionamento Global (GPS). Para alcançar tal objetivo, este trabalho inicia-se com a revisão da literatura na área de GNSS compreendendo caracterização dos métodos de posicionamento, sendo seguida por uma análise dos aspectos relacionados à natureza das correções de RT-PPP fornecidas pelo IGS e FCAG-UNLP, bem como a necessidade de se aplicar correções adicionais à solução do RT-PPP. Em seguida, dados GPS estacionários em tempo real são coletados de receptores de alta qualidade, por meio do software BKG Ntrip Client (BNC), concebido pela BKG, bem como as correções RT-PPP do IGS. Em paralelo, correções ionosféricas disponibilizadas pelo servidor da FCAG-UNLP também são coletadas. Após a coleta de dados e simulações computacionais, testes experimentais são propostos a fim de avaliar o desempenho das técnicas de estimação investigadas em relação à/ao: (a) toda região de abrangência do atual serviço de correção ionosférica fornecido pela FCAG-UNLP, a saber, América Latina, com extensão ao Caribe e Península Antártica; (b) condições dinâmicas do receptor, coletadas a partir de ensaios com veículos urbanos e agrícolas em movimento; (c) diferentes modelos empíricos de compensação troposférica e diferentes ângulos de máscara para os satélites visíveis; e (d) cumprimento de diversos requisitos de posicionamento aplicáveis para veículos conectados. Como principal contribuição desta dissertação, mostra-se que a solução de RT-PPP com receptores GPS SF baseado nos produtos ionosféricos da FCAG-UNLP, modelo troposférico da University of New Brunswick (UNB3), e ângulo de máscara de 16 graus, fornece melhor exatidão de posicionamento, especialmente no canal horizontal, quando comparada à solução correspondente baseada, exclusivamente, em produtos do IGS.