Posicionamento por ponto com GPS e a atividade solar e ionosférica

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PROPOSTA DE MÉTODO DE REDE GNSS POR PPP E ANÁLISE DE CONFIABILIDADE

Embora o método de posicionamento GNSS tradicionalmente utilizado em redes geodésicas seja o relativo. O nível de acurácia obtido com o método de Posicionamento por Ponto Preciso (PPP) abre uma nova perspectiva. No PPP são utilizados dados de apenas um receptor GNSS e é fundamental o uso de efemérides e correções dos relógios dos satélites, ambas com alta precisão. Neste artigo é apresentada uma metodologia de desenvolvimento de rede utilizando dados GNSS processados pelo método de PPP e a verificação da sua potencialidade em aplicações geodésicas. Os dados utilizados são de estações GNSS pertencentes à RBMC/IBGE. O serviço de processamento de PPP utilizado é o fornecido pelo IBGE. A partir dos resultados foram feitas análises para verificar a aplicabilidade da metodologia descrita em rede com dados GNSS de 24, 6 e 4 horas de rastreio. Após o ajustamento, os testes global e data snooping foram aplicados e também foi analisada a confiabilidade da rede com o objetivo de avaliar o método proposto, além de verificar a influência do tempo de rastreio nos resultados

PLANEJAMENTO DE REDES GEODÉSICAS RESISTENTES A MÚLTIPLOS OUTLIERS

Ao se planejar o levantamento de uma rede geodésica, deseja-se que as observações aserem realizadas e as coordenadas dos pontos a serem estimadas atendam critérios deprecisão e confiabilidade pré-estabelecidos de acordo com os objetivos do projeto. Naetapa de pré-análise, antes mesmo da coleta das observações, é possível estimar aprecisão e confiabilidade da rede, estipulando uma geometria/configuração para amesma e a precisão esperada para as observações. O objetivo deste artigo é apresentaro planejamento de uma rede geodésica que atenda critérios de precisão econfiabilidade, considerando a possível existência de dois ou mais erros nãodetectados nas observações, bem como a influência (simultânea) destes erros sobre osparâmetros (coordenadas ajustadas dos vértices). Além da revisão teórica,experimentos foram realizados em uma rede GNSS, onde foram estipulados critériosde precisão e confiabilidade considerando a existência de até duas observaçõescontaminadas por erros (outliers), de maneira simultânea. O planejamento da rede foifeito por meio do método da tentativa e erro. Depois do processamento dos dados edo ajustamento da rede, se verificou que os critérios de precisão e confiabilidade queforam estipulados na etapa de pré-análise foram devidamente obtidos

IMPACTO DE TEMPESTADE GEOMAGNÉTICA NA IONOSFERA E NO POSICIONAMENTO COM GNSS: ESTUDO DE CASO PARA 20 DE NOVEMBRO DE 2003 NA REGIÃO BRASILEIRA

O objetivo deste artigo é analisar a influência de intensas tempestadesgeomagnéticas na ionosfera e no posicionamento por GNSS (GPS). Neste sentido,foram analisados os efeitos da intensa tempestade geomagnética de 20 de novembrode 2003 utilizando dados GPS de algumas estações da RBMC (Rede Brasileira deMonitoramento Contínuo), situadas em diferentes locais na região brasileira, emapas globais da ionosfera. Analisando os resultados se observa um aumento nadensidade de elétrons livres da ionosfera nas regiões mais próximas do equadorgeomagnético no período da tarde no dia da tempestade. No período após o pôr doSol do dia da tempestade, verifica-se um aumento na densidade de elétrons livres ede irregularidades ionosféricas em regiões mais afastadas do equador geomagnético,em comparação com dias geomagneticamente calmos. Quando analisado oposicionamento por ponto, se observa maiores discrepâncias em planimetria ealtimetria no posicionamento para os mesmos períodos em que ocorreram mudanças na ionosfera, principalmente para as estações GPS mais afastadas do equadorgeomagnético no período após o pôr do Sol

CORRELAÇÃO DO POSICIONAMENTO POR PONTO GNSS COM A IONOSFERA E COM INDICES DE ATIVIDADE SOLAR NO PERIODO DE 2002 A 2011

O objetivo deste artigo é analisar, na região brasileira, o erro no posicionamento porponto GNSS em um período de 10 anos (janeiro/2002 – dezembro/2011) e compararcom a atividade solar e ionosférica no mesmo período. Para o estudo docomportamento do posicionamento por ponto com GNSS foram utilizados dados detrês estações da RBMC, os valores de VTEC disponibilizados pelo IGS e os índicesde atividade solar F10.7 e SSN . Com base nas séries temporais foi realizada aanálise de regressão linear entre os resultados do posicionamento por ponto(componente vertical e horizontal) e os valores médios mensais de VTEC, SSN eF10.7. Os resultados indicaram forte correlação entre o erro vertical doposicionamento por ponto e a atividade ionosférica (98%), bem como entre o errovertical e os índices solares (85%). O erro horizontal também apresentousignificante correlação com a atividade ionosférica (86%) e com os índices solares (78%)

Analysis of GNSS network reliability and repeatability of baselines

Nesse attigo é aplicado o controle de qualidade em uma rede GNSS através da teoria de confiabilidade convencional, analisando a melhora da confiabilidade da rede a partir da inclusão de linhas-base repetidas. Após o ajustamento por mínimos quadrados da rede original são calculadas as medidas de confiabilidade para a rede: o número de redundância local, número de absorção, a confiabilidade interna, externa e razão tendência-ruído. A escolha da linha-base a ser repetida na rede é realizada a partir da análise de qual observação possui menor valor de número de redundância local. Identificado essa observação verifica-se a qual linha-base pertence e essa linha-base é repetida na rede com novas observações GNSS. O ajustamento é realizado novamente, bem como o cálculo das medidas de confiabilidade. Esse procedimento é repetido cinco vezes, quando se verifica a estabilização dos resultados. A rede GNSS é constituída de estações da RBMC, com dois pontos de controle e onze linhas-base. Analisando os valores máximos de confiabilidade interna, a diminuição ocorrida entre o primeiro e o último cenário foi de 6 milímetros. Com relação aos resultados para os valores máximos de confiabilidade externa, a diminuição ocorrida entre o primeiro e o último cenário foi de 2,3 centímetros. Com relação aos menores valores de número de redundância encontrados verificou-se a diferença de 0,243 entre o primeiro e o ultimo cenário.This paper describes the application of quality control in a GNSS (Global Navigation Satellite System) network based on the conventional reliability theory, analyzing the improvement of the reliability of the network from including repeated baselines, after adjustment by least squares network, compute measures of reliability for the network: the redundancy number, internal and external reliability and bias to noise-ratio. The choice of the baseline to be repeated on the network was made based. On the analysis of observation which had the lowest number of local redundancy. Once identified the observation is verify to which baseline this observation belong and this baseline is repeated in the GNSS network. The adjustment is realized again, and the calculating measures of reliability. This procedure was repeated five times, when it was found stabilized results. The original GNSS network used consisted of six vertices (RBMC stations: ILHA, SJRP, SPAR, PPTE, OURI e ROSA), two control points and eleven baselines. Analyzing the maximum values of internal reliability, the decrease occurred between the first and the last scenario was 6 mm. Regarding the results for the maximum values of external reliability, the decrease occurred between the first and the last scenario was 2.3 centimeters. For smaller values of nunber of redundancy found it was found a difference of 0.243 between the first and the last scenario

Estudos de confiabilidade de redes GNSS

O principal objetivo dessa dissertação foi estudar a confiabilidade de redes GNSS. Em termos metodológicos foram analisadas redes obtidas pelos seguintes métodos: redes com inclusão de linhas-base repetidas, por posicionamento relativo e pelo Posicionamento por Ponto Preciso (PPP). A rede GNSS utilizada possui seis estações pertencentes a Rede Brasileira de Monitoramento Continuo (RBMC) do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). As estações se localizam no oeste do estado de São Paulo. Para atingir o objetivo do trabalho foram estruturadas as seguintes hipóteses: a inserção de novas linhas-base em uma estrutura de rede GNSS possibilita melhorar a eficiência na detecção de outliers e aumenta a confiabilidade da rede, bem como, existe um limiar de número de linhas-base que a partir dele não se verifica mais melhora na confiabilidade. E, a outra hipótese, é que redes GNSS podem ser formadas a partir do PPP e ter parâmetros de qualidade estimados (de precisão e de confiabilidade), requisito fundamental para o uso em aplicações geodésicas. Com relação a primeira hipótese foi gerado um artigo onde é aplicado o controle de qualidade por meio da teoria de confiabilidade convencional analisando a melhora da confiabilidade a partir da inclusão de linhas-base repetidas em rede GNSS. Primeiramente foi realizado o ajustamento por mínimos quadrados da rede GNSS e calculadas as medidas de confiabilidade: o número de redundância local, a confiabilidade interna, externa e razão tendência-ruído. As linhas-base repetida na rede foram selecionadas a partir da análise de qual observação possuía menor valor de número de redundância local. O ajustamento foi realizado novamente, bem como o cálculo das medidas de confiabilidade. Esse procedimento foi repetido cinco vezes, quando se verificou a estabilização dos resultados. A segunda hipótese resultou no artigo onde foi apresentada uma metodologia de desenvolvimento de rede utilizando dados GNSS processados pelo PPP. Nesse artigo foi aplicada a teoria convencional de confiabilidade para verificar a potencialidade da metodologia apresentada. Diferentes tempos de rastreio foram empregados nos experimentos. O serviço de processamento de PPP utilizado é o fornecido pelo IBGE. A partir dos resultados foram feitas análises para verificar a aplicabilidade da metodologia descrita em rede com dados GNSS de 24, 6 e 4 horas de rastreio. Após o ajustamento, os testes global e o data snooping foram aplicados. Também é analisada a confiabilidade da rede com o objetivo de avaliar o método proposto, além de verificar a influência do tempo de rastreio nos resultados.The main goal of the present dissertation was to study the reliability of GNSS networks. In methodological terms networks obtained from the following methods were analyzed: networks with including repeated baselines, relative positioning and Precise Point positioning (PPP). The GNSS network used has six stations belonging to the Brazilian Network of Continuous Monitoring (RBMC) of the Brazilian Institute of Geography and Statistics (IBGE), located in the west part of São Paulo. In order to achieve the objective of the study the following hypotheses were structured: the insertion of the new baselines in a GNSS network structure enables to improve the efficiency in detecting outliers and increases network reliability, just like, there is a threshold in the number of baselines in which above these number there is no improvement in the reliability. The other hypothesis is that GNSS networks can be formed from the PPP and have its quality parameters estimated (accuracy and reliability), fundamental requirement for geodetic applications. An article was generated regarding the first hypothesis where the quality control trough the conventional reliability theory was applied to analyze the quality improvement from the inclusion of repeated baselines in GNSS network. First, the least squared adjustment was made and then the reliability measures were calculated, which are: local redundancy number, the internal and external reliability and bias to noise - ratio. The repeated base lines in the network were selected by choosing the observations with lowest number of local redundancy. The adjustment and the calculation of the reliability measures were performed again. When this procedure was repeated five times, the stabilization of the results was observed. The second hypothesis resulted in an article in which a methodology of network development using GNSS data processed by the PPP was presented. In this paper the conventional reliability theory was applied to verify the presented methodology capability. Different occupation times were used in the experiments. The PPP processing service used is provided by the IBGE. From the results, analyses were performed to verify the applicability of the methodology described in network with GNSS data of 24, 6 and 4 occupation. After the adjustment, the global and data snooping tests were applied. The network reliability is also analyzed with the objective of evaluating the proposed method. In addition was verifying the influence of occupation time in the results

Estudos de confiabilidade de redes GNSS

O principal objetivo dessa dissertação foi estudar a confiabilidade de redes GNSS. Em termos metodológicos foram analisadas redes obtidas pelos seguintes métodos: redes com inclusão de linhas-base repetidas, por posicionamento relativo e pelo Posicionamento por Ponto Preciso (PPP). A rede GNSS utilizada possui seis estações pertencentes a Rede Brasileira de Monitoramento Continuo (RBMC) do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). As estações se localizam no oeste do estado de São Paulo. Para atingir o objetivo do trabalho foram estruturadas as seguintes hipóteses: a inserção de novas linhas-base em uma estrutura de rede GNSS possibilita melhorar a eficiência na detecção de outliers e aumenta a confiabilidade da rede, bem como, existe um limiar de número de linhas-base que a partir dele não se verifica mais melhora na confiabilidade. E, a outra hipótese, é que redes GNSS podem ser formadas a partir do PPP e ter parâmetros de qualidade estimados (de precisão e de confiabilidade), requisito fundamental para o uso em aplicações geodésicas. Com relação a primeira hipótese foi gerado um artigo onde é aplicado o controle de qualidade por meio da teoria de confiabilidade convencional analisando a melhora da confiabilidade a partir da inclusão de linhas-base repetidas em rede GNSS. Primeiramente foi realizado o ajustamento por mínimos quadrados da rede GNSS e calculadas as medidas de confiabilidade: o número de redundância local, a confiabilidade interna, externa e razão tendência-ruído. As linhas-base repetida na rede foram selecionadas a partir da análise de qual observação possuía menor valor de número de redundância local. O ajustamento foi realizado novamente, bem como o cálculo das medidas de confiabilidade. Esse procedimento foi repetido cinco vezes, quando se verificou a estabilização dos resultados. A segunda hipótese resultou no artigo onde foi apresentada uma metodologia de desenvolvimento de rede utilizando dados GNSS processados pelo PPP. Nesse artigo foi aplicada a teoria convencional de confiabilidade para verificar a potencialidade da metodologia apresentada. Diferentes tempos de rastreio foram empregados nos experimentos. O serviço de processamento de PPP utilizado é o fornecido pelo IBGE. A partir dos resultados foram feitas análises para verificar a aplicabilidade da metodologia descrita em rede com dados GNSS de 24, 6 e 4 horas de rastreio. Após o ajustamento, os testes global e o data snooping foram aplicados. Também é analisada a confiabilidade da rede com o objetivo de avaliar o método proposto, além de verificar a influência do tempo de rastreio nos resultados.The main goal of the present dissertation was to study the reliability of GNSS networks. In methodological terms networks obtained from the following methods were analyzed: networks with including repeated baselines, relative positioning and Precise Point positioning (PPP). The GNSS network used has six stations belonging to the Brazilian Network of Continuous Monitoring (RBMC) of the Brazilian Institute of Geography and Statistics (IBGE), located in the west part of São Paulo. In order to achieve the objective of the study the following hypotheses were structured: the insertion of the new baselines in a GNSS network structure enables to improve the efficiency in detecting outliers and increases network reliability, just like, there is a threshold in the number of baselines in which above these number there is no improvement in the reliability. The other hypothesis is that GNSS networks can be formed from the PPP and have its quality parameters estimated (accuracy and reliability), fundamental requirement for geodetic applications. An article was generated regarding the first hypothesis where the quality control trough the conventional reliability theory was applied to analyze the quality improvement from the inclusion of repeated baselines in GNSS network. First, the least squared adjustment was made and then the reliability measures were calculated, which are: local redundancy number, the internal and external reliability and bias to noise - ratio. The repeated base lines in the network were selected by choosing the observations with lowest number of local redundancy. The adjustment and the calculation of the reliability measures were performed again. When this procedure was repeated five times, the stabilization of the results was observed. The second hypothesis resulted in an article in which a methodology of network development using GNSS data processed by the PPP was presented. In this paper the conventional reliability theory was applied to verify the presented methodology capability. Different occupation times were used in the experiments. The PPP processing service used is provided by the IBGE. From the results, analyses were performed to verify the applicability of the methodology described in network with GNSS data of 24, 6 and 4 occupation. After the adjustment, the global and data snooping tests were applied. The network reliability is also analyzed with the objective of evaluating the proposed method. In addition was verifying the influence of occupation time in the results