Avaliação da qualidade das medidas e posicionamento GNSS em smartphones Android - Carmo, Rogério Ramos Rodrigues (2023)
Constelações de satélites vêm sendo cada vez mais utilizadas, nas últimas décadas, em aplicações de posicionamento e localização. Dentre as mais conhecidas estão a norte-americana Global Positioning System (GPS) e a russa Global Navigation Satellite System (GLONASS), sendo o GPS de amplo conhecimento da mídia em geral. É importante destacar que nos últimos anos houve um crescente aprimoramento nas constelações de satélites, como a adição da onda portadora L5 ao GPS e a implementação dos sistemas BeiDou e Galileo. Os receptores utilizados em solo que são capazes de coletar dados enviados por esses satélites são conhecidos como receptores do tipo Global Navigation Satellite System (GNSS). Em paralelo aos avanços das constelações de satélites e receptores GNSS, houve um aumento expressivo no número de usuários de dispositivos móveis, como no caso dos smartphones com o sistema operacional Android, maioria do mercado mundial. Estes dispositivos possuem receptores GNSS e utilizam recursos de localização em diversas aplicações, como nos aplicativos para entregas e mobilidade urbana. Um ponto de mudança importante nesse contexto ocorreu em 2016, com o lançamento da versão 7.0 do Android, conhecido como Android Nougat. A partir dessa versão é possível obter os dados GNSS brutos, sem processamentos, registrados pelos smartphones, desde que equipados com chipsets apropriados. Com isso, é possível obter as observáveis GNSS, amplamente utilizadas em aplicações de geolocalização, como medições de pseudodistância e fase da onda portadora. Os dados brutos podem ser utilizados nas aplicações Android ou compartilhados em formatos de arquivos comuns a softwares de processamento de dados GNSS, como no formato Receiver INdependent EXchange Format (RINEX). Esse trabalho possui como objeto de estudo os dados GNSS brutos provenientes dos smartphones Android. Nesse contexto, são discutidos nesse trabalho, os recursos de software e hardware para a captura, processamento e compartilhamento desses dados. Nesse trabalho é utilizado o método de Posicionamento por Ponto Simples (PPS), o método de cálculo de pseudodistâncias por tempo de recepção comum e técnicas relacionadas a bancos de dados em nuvem. Dessa forma, foram desenvolvidos neste trabalho, aplicativos Android e softwares desktop para coletar, armazenar, processar e efetuar o controle de qualidade de processamentos utilizando dados GNSS brutos provenientes de smartphones Android. Ao serem processados em softwares de referência, como no RTKPOST, verifica-se que tais dados podem atingir resultados similares àqueles de receptores GNSS comuns, uma vez tratadas as particularidades do processamento desses dados. Um dos smartphones utilizados nesse projeto foi o Huawei P30 Pro. Ao processar os dados GNSS brutos, registrados pelo Huawei P30 Pro no software desenvolvido nessa pesquisa, utilizando o método PPS, foi possível obter Root Mean Square Error (RMSE) 2D e 3D em torno de 20 e 22 metros, respectivamente. Além disso, ao utilizar o RTKPOST os valores de RMSE variaram entre 13 e 17 metros. Além disso, ao processar os dados no RTKPOST utilizando um tipo de método PPS aprimorado, foi possível obter erro horizontal inferior à 5 m.