gnss bico global navigation satellite system

OBSERVÁVEIS, GNSS E ERROS SISTEMÁTICOS

GRICIO, Bruno1

FURQUIM, Vitor1

BIONDI, Rafaela1

FELIPE, Alexandre2

RESUMO

O Global Navigation Satellite System (GNSS) ou Sistemas de Navegação Global por Satélites são sistemas que tem a capacidade de fornecer o posicionamento geoespacial com cobertura terrestre global. Um GNSS estima a localização de objetos fixos e móveis na terra, na atmosfera e no espaço utilizando temporizações precisas e triangulações geométricas. O Sistema Global de Navegação por Satélite é determinado por conter um conjunto de satélites que auxiliam na localização e posicionamento em qualquer posição do globo terrestre.

Palavras-chave: Global, posicionamento, satélite.

ABSTRACT

The Global Navigation Satellite System (GNSS) or Global Navigation Satellite Systems are systems that have the ability to provide the geospatial positioning with global land cover. A GNSS estimates the location of fixed and mobile objects on the ground, in the atmosphere and in space using precise timings and geometric triangulation. The Global Navigation Satellite System is determined to contain a set of satellites that help in locating and positioning anywhere in the globe.

Keywords: Global positioning satellite.

1. INTRODUÇÃO

De acordo com Vaz et al. (2013), dizem que o Global Navigation Satellite

System (GNSS) ou Sistemas de Navegação Global por Satélites são sistemas que tem a

capacidade de fornecer o posicionamento geoespacial com cobertura terrestre global.

Ainda sobre Vaz et al. (2013), esse nome foi primeiramente usado pela

International Civil Aviation Organization–ICAO em 1991, quando mencionaram o para

designar sistemas de posicionamento mundial por satélites. Até 2012, o sistema

estadunidense NAVSTAR-GPS e o russo GLONASS operavam, os dois foram criados

para fins militares e depois para os civis.

O GNSS possui um sistema de satélites que orbitam a terra permitindo saber a

posição de um receptor em um ponto na terra, a triangulação de três ou mais satélites

calculam o tempo que os sinais de rádio que são emitidos pelo satélite demoram a

chegar ao receptor, e consequentemente a distância que o receptor encontra-se de cada

¹Discentes do curso de Agronomia – FAEF – Garça – SP – Brasil. E-mail: [email protected]²Docente do curso de Agronomia – FAEF – Garça – SP – Brasil. E-mail: [email protected]

um dos satélites, determinando assim a posição geográfica do receptor RIZOS;

HIGGINS. HEWITSON (2005).

Existe atualmente no mercado, receptores GNSS (Global Navigation Satellite

System) capazes de rastrear os satélites dos sistemas GPS (Global Positioning System)

GLONASS (Global Orbiting Navigation Satellite System), Compass e Galileo. Isto

proporciona a oportunidade de analisar a qualidade das observáveis dos diversos

sistemas a partir das medidas realizadas pelos receptores.

A utilização de receptores GNSS no método relativo na técnica pós-processado,

vem sendo utilizado em levantamentos topográficos e no georreferenciamento de

imóveis rurais há alguns anos no Brasil. Pode-se dizer que é uma técnica de

posicionamento consagrada e que os profissionais de agrimensura e cartografia já a

utilizam com grande experiência, sendo de seu conhecimento todas as vantagens,

desvantagens e problemas que podem ser encontrados em campo (JOLY, 2006).

O objetivo do presente trabalho foi relatar sobre as observáveis e os erros

sistemáticos que acontecem no GNSS (Global Navigation Satellite System) ou Sistema

de Navegação Global por Satélites.

2. REVISÃO DE LITERATURA

O GNSS estipula o local de objetos fixos e móveis na terra, na atmosfera e no

espaço utilizando temporizações precisas e triangulações geométricas. Disponíveis ao

redor do mundo, os satélites fornece posicionamentos tridimensionais exatos para todos

que tenham um rádio receptor e equipamento para processamento. Enquanto a cobertura

de um GNSS é global, sua precisão e disponibilidade muda de acordo com a condição

local. Generalizando, os sinais tendem a ser mais fracos em áreas próximas aos polos e

em áreas urbanas (MONICO, 2008).

Ainda citando Monico (2008), uma junção de diferentes sinais de rádio

transmitidos em intervalos precisos por cada satélite de uma constelação GNSS até a

terra possibilita um receptor saber a posição através da triangulação geométrica. O local

verdadeiro é possível com a cronometragem de quanto tempo leva para o sinal chegar

ao receptor enviado pelos satélites. Através do atraso da transmissão, o receptor pode

Sociedade Cultural Educacional de Garça / FAEF – Garça/SP – Brasil / www.grupofaef.edu.br / [email protected]

saber a distância que há entre eles. Usando os dados dos quatro satélites, o receptor é

capas de determinar precisamente sua posição tridimensionalmente.

Basicamente, é necessário apenas três satélites para obter a posição de um

receptor no globo terrestre. Mas, um satélite a mais é necessário para obter a

compensação de tempo que acontece entre o marcador do receptor e o dos satélites.

Resumindo, um maior número de satélites resulta numa maior precisão nos resultados

(MONICO; PINTO; CAMARGO, 2013).

Os GNSS mais usados hoje em dia são o Global Positioning System (GPS),

criado pelos EUA, é o mais conhecido e com operação mundial e completa. As novas

gerações de GNSS possuem tendência de crescimento na próxima década, entre eles

estão: melhoramento do GPS; GLONASS, criado pela Rússia; o Galileo, planejado pela

União Europeia; Compass, sistema independente de navegação por satélite construído

pela China (MONICO; PINTO; CAMARGO, 2013).

Falando um pouco do GLONASS, este sistema de navegação global por satélite,

ao lado do Navstar/GPS, é um dos dois únicos sistemas completamente operacionais.

Foi inicialmente desenvolvido para fins militares, a partir de 1976, pela antiga União

Soviética. Iniciou-se com quatro satélites em 1984, obtendo em 1993 uma constelação

de 10 a 12 satélites que permitem cobertura global. Após a decadência da URSS, o

sistema tendeu ao seu fim, e no governo de Vladmir Putin foi feita a restauração do

sistema. Atualmente, possui uma constelação de 24 satélites (NOVATEL, 2007).

Segundo Novatel (2007), o propósito do sistema GLONASS é fornecer a

ilimitados números de usuários aéreos, marinhos e outros tipos de usuários, com

qualquer condição meteorológica, posicionamento tridimensional, medição de tempo e

cronometragem em qualquer parte do planeta ou próximo à atmosfera. O GLONASS é

dividido em três componentes principais:

O segmento de controle – consiste no sistema central de controle e rede de

estações de comando e rastreamento espalhadas pela Rússia. Este segmento deve

monitorar a situação dos satélites, as efemérides e compensações de seus relógios, e

fazer o upload das informações aos satélites duas vezes por dia (NOVATEL, 2007).


O segmento espacial – é a porção do sistema localizada no espaço, que é

composta pelos satélites que fornecem as várias informações. Consiste em três planos

orbitais compostos por 8 satélites cada (NOVATEL, 2007).

O segmento do usuário – consiste no equipamento receptor que rastreia os sinais

do satélite. É necessário que o equipamento consiga processar simultaneamente o sinal

de, no mínimo, quatro satélites para obter uma medição precisa de posição, tempo e

velocidade. O potencial de aplicação do sistema é grande e similar aos do GPS

(NOVATEL, 2007).

Cada satélite transmite duas frequências destinadas ao posicionamento: 1.575,42

MHz e 1.227,60 MHz, originadas de uma frequência básica de 10,23 MHz. As duas

portadoras são denominadas L1 e L2. Os futuros satélites do Bloco IIF transmitirão a

portadora L5, na frequência de 1.176,45 MHz. Sobre as portadoras L1 e L2 são

modulados os sinais de código e os dados de navegação (SEEBER, 2003).

Cada satélite transmite duas frequências destinadas ao posicionamento: 1.575,42

MHz e 1.227,60 MHz, originadas de uma frequência básica de 10,23 MHz. As duas

portadoras são denominadas L1 e L2. Os futuros satélites do Bloco IIF transmitirão a

portadora L5, na frequência de 1.176,45 MHz. Sobre as portadoras L1 e L2 são

modulados os sinais de código e os dados de navegação (SEEBER, 2003).

Segundo Jia; Stewart; Tsakiri (2001), para representar a superfície da terra são

efetuadas medidas de grandezas como direções, distâncias e desníveis. Estas

observações inevitavelmente estarão afetadas por erros. As fontes de erro poderão ser:

• Condições ambientais: causados pelas variações das condições ambientais,

como vento, temperatura, etc. Exemplo: variação do comprimento de uma trena com a

variação da temperatura (JIA; STEWART; TSAKIRI, 2001).

• Instrumentais: ocorre devido a problemas como a imperfeição no uso do

equipamento. A grande maioria dos erros instrumentais pode ser evitada usandotécnicas

de verificação/retificação, calibração e classificação, além de técnicas particulares de

observação (JIA; STEWART; TSAKIRI, 2001).

• Pessoais: causados por falhas humanas, como falta de atenção ao executar uma

medição, cansaço, etc (JIA; STEWART; TSAKIRI, 2001).


• Erros Sistemáticos: São os erros que a magnitude e sinal algébrico pode ser

determinado, seguindo leis matemáticas ou físicas. Pelo fato de serem produzidos por

causas conhecidas podem ser evitados através de técnicas particulares de observação ou

mesmo eliminados mediante a aplicação de fórmulas específicas. São erros que se

acumulam ao longo do trabalho (JIA; STEWART; TSAKIRI, 2001).

3. CONCLUSÃO

O GNSS contém vários satélites que ajudam na localização e posicionamento em

qualquer posição da terra.

Com a criação dos Sistemas de Navegação Global por Satélites, junto com o

GPS e o GLONASS foi importante para a sociedade mesmo que tenha sido criada

primeiramente para fins militares. Tendo em vista que esses utensílios são tidos como

fundamentais para obter o posicionamento não só mais no meio militar, como também

de civis, sendo pela sua exatidão do sistema, ou até mesmo pela facilidade e

funcionalidade que o produto apresenta.

4. REFERÊNCIAS

JIA, M.; STEWART, M.; TSAKIRI, M. Mitigation of Ionospheric Errors by Penalised

Least Squares Technique for High Precision Medium Distance GPS Positioning. In:

KIS 2001, Banff , Canada. Proceedings…, 2001.

JOLY, F. A Cartografia. Tradução de Tânia Pellegrini. Campinas: Papirus, 2006.

MONICO, J. F. G.; PINTO, M. S. & CAMARGO, P. O. 2013. Influência da

combinação de dados GPS e GLONASS no georreferenciamento de imóveis rurais.

Bol. Ciênc. Geod, Curitiba, v. 19, n. 1, p.135-151.

MONICO, J. G. Posicionamento pelo GNSS: descrição, fundamentos e aplicações.

2. ed. São Paulo: UNESP, 2008. 480p.

NOVATEL. GLONASS Overview. Calgary, Canadá, 2007.


RIZOS, C. ; HIGGINS, M. B. ; HEWITSON, S. New Global Navigation Satellite

System Developments and Their Impact on Survey Service Providers and

Surveyors, Australia, 2005.

SEEBER, G. Satellite Geodesy: Foundations, methods, and applications. 2nd. ed.

Berlin, New-York: Walter de Gruyter, 2003. 589p.

VAZ, J. A.; PISSARDINI, R. S. & FONSECA JUNIOR, E. S. 2013. Comparação da

cobertura e acurácia entre os sistemas GLONASS e GPS obtidas dos dados de

observação de uma estação da Rede Brasileira de Monitoramento contínuo. Revista

Brasileira de Cartografia, São Paulo, v. 3, n. 6, p.529-539.


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