Avaliação da qualidade do posicionamento por satélites com integração GPS/GLONASS

Abstract

O posicionamento geodésico atualmente é realizado em sua maioria a partir do GNSS. Dentre os sistemas disponíveis, o GPS ainda é o mais utilizado na atualidade, porém, o GLONASS está totalmente operacional, o que torna possível a aplicação de sistema multi-constelação no posicionamento geodésico. Os dois sistemas encontram-se em fase de modernização, o que permite estudos e pesquisas relacionadas à integração dos sinais GPS e GLONASS (GPS/GLONASS), seja para fins de posicionamento geodésico ou em outras atividades da comunidade usuária, dentro das engenharias e pesquisas científicas. Dentre os métodos de posicionamento, destaca-se o método PPP, o qual tem sido alvo de muitas investigações e melhoramentos nos últimos anos em função das melhorias nos produtos disponíveis pelos centros do IGS. O PPP em sua forma convencional requer o uso de medidas em duas frequências, órbitas e correções precisas dos erros dos relógios dos satélites, além da modelagem matemática para corrigir os diversos efeitos envolvidos com a propagação dos sinais GNSS e efeitos geodinâmicos afetando as estações terrestres. Uma vez que os diversos efeitos tenham sido corrigidos, espera-se precisão da ordem de poucos centímetros na estimativa de coordenadas no método PPP após algumas horas de coleta de dados. A integração GPS/GLONASS no PPP requer compatibilização entre sistemas de referência e sistemas de tempo. Espera-se que a utilização de dados GPS/GLONASS, forneça melhor geometria para estimativa dos parâmetros, além de proporcionar maior redundância para o ajustamento, o que gera maior confiabilidade (capacidade de detectar erros) nos resultados. Dentro deste contexto, esta pesquisa tem como objetivos investigar a modelagem matemática para a integração de dados GPS/GLONAS no método PPP, além de avaliar a acurácia do posicionamento para dados coletados no Brasil. Análises qualitativas foram realizadas para verificar o impacto da utilização das medidas GLONASS juntamente com medidas GPS no PPP considerando o caso de posicionamento estático e cinemático. A análise das precisões dos parâmetros foi realizada a priori com base na construção da matriz Jacobiana (matriz A), a qual não requer o uso de observações GNSS. A partir desta matriz se obtém a matriz N e sua inversa proporciona a Matriz de Covariância dos parâmetros. Esta tarefa é muito útil, por exemplo, no planejamento de redes Avaliação da qualidade do posicionamento GNSS com integração GPS/GLONASS Emanoel Gomes de Sousa Silva geodésicas e, no caso da integração GPS/GLONASS no método PPP observou-se melhorias nas estimativas das precisões das coordenadas em torno de 30%. A precisão da componente úmida da troposfera, no caso da análise a priori, foi de até 20% com observações em dias distintos de um ano. Para a análise de acurácia no caso de posicionamento cinemático, as coordenadas estimadas no método relativo foram adotadas como referência em relação ao PPP cinemático. No caso de análise de acurácia do PPP estático as coordenadas divulgadas das estações da RBMC e da rede SIRGAS-CON foram adotadas como referência. Foram processados no modo PPP estático dados de cinco estações distribuídas em diferentes latitudes no Brasil ao longo do ano de 2013 com a geração de séries temporais anuais de coordenadas. A melhoria em acurácia posicional ao utilizar integração GPS/GLONASS atingiu máximo de aproximadamente 25%. Além disto, observaram-se melhorias no tempo de convergência do PPP.