XII Encontro Latino Americano de Iniciação Científica e VIII Encontro Latino Americano de Pós-Graduação – Universidade do Vale do Paraíba

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AVALIAÇÃO DE ERROS EM RECEPTORES GPS, SEM CORREÇÃO DIFERENCIAL,

VISANDO A AGRICULTURA DE PRECISÃO

Jéferson Luiz Ferrari 1, Davi Moreira¹, Samir Viera Feleti¹, Lean Franco F reire¹, Ricardo Ferreira Garcia 2

1IFES - Campus de Alegre - ES/Departamento de Desenvolvimento Educacional, Rive, município de Alegre,

ES, jeferson.ferrari@ifes.edu.br; 2UENF Darcy Ribeiro – Campos dos Goytacazes, RJ/LEAG, Avenida Alberto Lamego, 2000, Parque

Califórnia, Campos dos Goytacazes, RJ, garcia@uenf.br

Resumo – O sistema de posicionamento global é uma tecnologia que possibilita realizar o manejo localizado do solo e das culturas. Neste trabalho, objetivou-se qualificar e quantificar os erros de acurácia de dois receptores GPS disponíveis comercialmente, GPS/Garmin12 e GPS/Etrex Vista, ambos de baixo custo e sem correção diferencial, visando minimizar o custo da aplicação da agricultura de precisão para agricultores situados na bacia hidrográfica do córrego Novo Horizonte, Alegre, ES. Adotou-se como referência as coordenadas geográficas de um marco geodésico localizado no interior da área de estudo, marco SAT 93726, referenciado pelo IBGE. Com os receptores situados sobre o referido marco e respeitando-se o período de 5 minutos, foram realizadas leituras das coordenadas dos pontos durante o período de três meses de modo a dimensionar os seus erros escalares e vetoriais. De acordo com os resultados, pode-se concluir que o receptor GPS/Garmin12 apresentou uma tendência de indicar os pontos à 73º (NO), com um erro escalar de 4,40 metros da coordenada correta; enquanto o receptor GPS/Etrex Vista mostrou uma tendência de indicar os pontos à 83º (SO), com um erro escalar de 3,93 metros da coordenada correta.

Palavras-chave: Receptores GPS, erro, acurácia, agricultura de precisão.

Área do Conhecimento: Ciências Agrárias

Introdução

No mundo moderno, a busca por informações geograficamente referenciadas vem se tornando imprescindível. O Sistema de Posicionamento Global (SPG ou GPS) é um sistema de radionavegação desenvolvido pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos da América – DoD (Department of Defense) para fins militares, que permite que um usuário, em qualquer lugar da superfície da terra, ou próximo a ela, tenha a sua disposição, no mínimo quatro satélites para serem rastreados (MONICO, 2000). O seu emprego na agricultura de precisão tem possibilitado a otimização dos procedimentos nas lavouras e nos sistemas de produção, tendo como elemento-chave o manejo da variabilidade da produção e dos fatores (MOLIN, 2002).

Neste trabalho, objetivou-se qualificar e quantificar os erros de acurácia de dois receptores GPS disponíveis comercialmente, de baixo custo e sem correção diferencial, visando minimizar o custo da aplicação da agricultura de precisão para agricultores da bacia hidrográfica do córrego Novo Horizonte, Alegre, ES.

Metodologia

A área-base deste estudo abrange a bacia hidrográfica do córrego Novo Horizonte, região com área total de 12,55 km2, pertencente ao município de Alegre - ES, e compreendida entre as coordenadas geográficas 41o32’ e 41o38’ de longitude Oeste e 20o43’ e 20o51’ de latitude Sul. (Figura 1).

Figura 1 - Localização da bacia hidrográfica do córrego Novo Horizonte, ES.

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Nesta área fica localizado o marco geodésico SAT 93726 (Figuras 1 e 2), tomado como referência para este estudo e referenciado pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) com a seguinte localização geográfica:

Estação do IBGE = 93726 Estação Planimétrica – SAT Município = Alegre – ES Latitude 20º 45' 49,8514” S Longitude 41º 27' 23,0763'W GPS geodésico Altitude ortométrica 136,95m Altitude geométrica 144,61m Data da medição 24/08/2005 Data do cálculo 09/01/2006 Datum SAD/69 UTM (N) 7702035,292 UTM (E) 244248,846 MC -39

Fonte: RGES/IBGE (2005) Com os receptores situados sobre o marco e

respeitando o período de 5 minutos para estabilização de cada medição, foram extraídas as leituras das coordenadas geográficas de dois receptores, GPS/Garmin12 e GPS/Etrex Vista, ambos da marca registrada GARMIN, sem correção diferencial e de baixo custo, que foram pré-configurados para o sistema de coordenadas Universal Transversa de Mercator (UTM) e o South American Datum of 1969 (SAD69).

Figura 2 – Detalhe do marco geodésico SAT 93726 (IBGE).

Este processo foi repetido durante o período de três meses (março a maio de 2009), três vezes na semana, sempre em dias alternados e com duas leituras diárias: uma no período da manhã (9 horas) e outra no período da tarde (15 horas).

Após cada leitura, transferiu-se as coordenadas obtidas pelos receptores para um microcomputador, mediante o uso da versão

gratuita do programa computacional GPS TrackMarker®, marca registrada Odilon Ferreira Junior, para proceder as análises preliminares.

Em seguida esses valores foram então transferidos para uma planilha do programa computacional gratuito BrOffice Calc® para dimensionar os erros de posicionamento, através da subtração das coordenadas determinadas em campo pela coordenada do marco usada como referência.

Destes erros de posicionamento, determinaram-se os erros escalares em metros e os erros vetoriais em graus, os quais se constituíram as variáveis de estudo.

Os valores dos erros escalares e vetoriais foram submetidos à análise estatística descritiva utilizando o programa computacional gratuito SISVAR 4.0, marca registrada (FERREIRA, 2000).

Resultados

As figuras 3 e 4 mostram a dispersão dos posicionamentos obtidos pelos receptores GPS/Garmin 12 e Etrex Vista, respectivamente.

Figura 3. Dispersão dos posicionamentos obtidos com o Receptor GPS/Garmin12.

Figura 3. Dispersão dos posicionamentos obtidos com o Receptor GPS/Etrex Vista.

Ao analisar estatisticamente os valores dos erros escalares percebeu-se que os mesmos

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não seguiam distribuição normal. Desta forma, foi feito uma transformação e normalização dos dados utilizando a função logaritima, para então submeter à análise estatística descritiva.

Discussão

De acordo com a tabela 1, pode-se observar uma média escalar de 4,40 metros e 3,93 metros para o os receptores GPS/Garmin12 e GPS/Etrex Vista, respectivamente. Tabela 1. Análise estatística descritiva dos erros

escalares dos receptores estudados.

Receptor Média (m)

DP (m)

Mediana (m)

CV (%)

GPS/Garmin12 4,40 2,90 4,65 65,9 GPS/EtrexVista 3,93 2,21 3,36 56,2

É interessante ressaltar que os valores do erro vetorial, mesmo com as transformações não apresentaram distribuição normal, indicando a interferência de algum fator externo, o qual não foi possível identificar. Desta forma, utilizou-se métodos não paramétricos para se fazer as inferências. A tabela 2 demonstra uma composição das tendências dos erros vetoriais de cada receptor. Assim o receptor GPS/Garmin12 apresentou uma tendência de indicar os pontos à 73º (NO) da coordenada correta, enquanto o receptor GPS/Etrex Vista mostrou uma tendência de indicar os pontos à 83º (SO) metros da coordenada correta. Tabela 2. Análise estatística não paramétrica dos

erros vetoriais dos receptores estudados.

Receptor Média (º)

DP (º)

Mediana (º)

CV (%)

GPS/Garmin12 73º NO - 68ºNO - GPS/EtrexVista 83º SO - 78º SO -

Os resultados encontrados neste estudo mostram certo grau de precisão e pouca acurácia corroborando com o experimento de Delalibera et al (2005). Conclusão

Pode-se observar que o receptor GPS/Garmin12 apresentou uma tendência de indicar os pontos à 73º (NO), com um erro escalar de 4,40 da coordenada correta; enquanto o receptor GPS/Etrex Vista mostrou uma tendência de indicar os pontos à 83º (SO), com um erro escalar de 3,93 metros da coordenada correta. Tais resultados se mostraram elevados, mesmo assim podem ser aplicados para localização de

alguma avaliação de pouca variabilidade do processo de produção agrícola.

Referências - DELALIBERA, H.C.; WEIRICH NETO, P.H.; EURICH, J.; LOPES, A.R.C. Erro de um receptor GPS, sem correção diferencial, visando a agricultura de precisão. In: Simpósio Internacional de Agricultura de Precisão, 3., 2005, Sete Lagoas, MG. - FERREIRA, D. F. Análises estatísticas por meio do Sisvar para Windows 4. 0. In: REUNIÃO ANUAL DA REGIÃO BRASILEIRA DA SOCIEDADE INTERNACIONAL DE BIOMETRIA, 45., São Carlos, 2000. Anais... São Carlos: UFSCAR, 2000. p. 255-258.

- MONICO, J.F.G. Posicionamento pelo NAVSTAR-GPS: descrição, fundamentos e aplicações. São Paulo, UNESP, 2000. - MOLIN, J.P. Agricultura de precisão: o gerenciamento da variabilidade. Piracicaba, Esalq, 2002. - REDE GEODÉSICA DO ESPÍRITO SANTO: Um marco na engenharia capixaba. Vitória, ES, 2005.