Real Time Modeling of the Systematic Error in GPS Observables Due to Ionosphere

Single frequency GPS receivers have been many used in GPS surveys. Among the several applications, one can mention those that are to obtain the receiver's antenna coordinates in real time. One of the main error sources to these applications is the ionosphere systematic error. In the FCT/UNESP a regional ionosphere model (Mod_Ion) was developed. It has been implemented to execute after collecting of GPS data. At real time applications two improvements in the Mod_Ion were introduced, consisting of an alteration of the function of modeling and implementation of the Kalman Filter. The results of the experiments showed that the modifications were the most effective in the ionosphere systematic effects corrections, providing a improvement in the accuracy of point positioning, of 90,75%, in period of the highest ionosphere activity.Os receptores GPS de uma freqüência são muito utilizados nos trabalhos de posicionamento com GPS. Dentre as diversas aplicações, pode-se citar aquelas em que é de interesse obter as coordenadas da antena do receptor em tempo real. Uma das maiores fontes de erro para estas aplicações é o efeito devido à ionosfera. No Departamento de Cartografia da FCT/UNESP foi desenvolvido o modelo da ionosfera (Mod_Ion) que está implementado para ser executado após a coleta dos dados GPS. Para aplicações em tempo real foram introduzidas duas melhorias no Mod_Ion, que consistiram na alteração da função de modelagem e implementação do Filtro de Kalman. Os resultados dos experimentos mostraram que as modificações foram eficazes na correção do efeito sistemático devido à ionosfera, chegando a proporcionar uma melhora na acurácia resultante do posicionamento por ponto em tempo real, de 90,75%, no período diário de máxima atividade da ionosfera

RESOLUÇÃO ESPACIAL DA GRADE IONOSFÉRICA E DO GIVE

O estado da arte na modelagem da ionosfera está em desenvolver e/ou aprimorarmétodos capazes de fornecer aos usuários do GNSS correções ionosféricasconfiáveis, em tempo real e utilizando estruturas simples de transmissão de dados.Dentro desta necessidade e com o surgimento dos sistemas de apoio à navegação, talcomo os SBASs (Satellite Based Augmentation Systems), esforços estão voltadosem fornecer informações de correções do erro sistemático da ionosfera utilizandouma estrutura de grade regular de pontos. Além disto, esforços também vêm sendodirecionados para corrigir a limitação na performance dos atuais métodos degeração de grade ionosférica em regiões equatoriais. Neste contexto, num trabalhopioneiro no Brasil, foi proposto um método para a geração da Grade Ionosférica(GI) e seu nível de confiança (GIVE – Grid Ionospheric Vertical Error) a fim demelhorar a acurácia de posicionamento e navegação pelo GNSS, além de forneceruma ferramenta que possa ser utilizada na área de estudos da ionosfera. Estetrabalho apresenta uma análise para definir a resolução espacial mais viável para aGI e para o GIVE, bem como o impacto da distribuição das estações de referênciana definição de tal resolução

Minimum Solar Activity Period: Performance Improvement of the Relative Positioning

In the relative positioning, even considering that part of the errors due to ionosphere iscanceled with the double-difference observations, strong ionospheric effects can occurin maximum solar activity period. However, in minimum solar activity period, theionospheric effects decrease significantly and therefore an improvement of the relativepositioning performance takes place. In this paper we aim at showing thatimprovement for the scientific and GPS community users. So, have been experimentsby using GPS data of two stations of the Brazilian Network for Continuous Monitoringof GPS, forming a baseline of 430 km. The processing were use accomplished withinterval of two hours, and only L1 carrier data have been used. The analysis of theobtained results has been carried out from the discrepancies between the “true”coordinates and corresponding ones obtained in the processing. In maximum solaractivity period the discrepancy value reached 25 m. On the other hand, in minimumsolar activity period, the discrepancy value reached 5,5 m. It is important to emphasizethat the majority of the discrepancy values didn’t exceed 0,50 m, and in some casesonly reached 0,10 m. This shows the increase of application possibilities of the relativepositioning using single-frequency GPS receivers in minimum solar activity period.No posicionamento relativo, mesmo considerando que a dupla diferença dasobserváveis GPS elimina parte dos erros devido à ionosfera, intensos efeitosionosféricos podem ocorrer no período de máxima atividade solar. No entanto,no período de mínima atividade, os efeitos ionosféricos se tornam mínimos,fazendo com que ocorra uma melhora significativa no desempenho doposicionamento relativo. Visando quantificar esta melhora para a comunidadecientífica e usuária do GPS, foram realizados experimentos com dados GPSde duas estações da Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo, formandouma linha de base de 430 km. O processamento foi realizado com intervalo deduas horas, abrangendo o período de 24 horas e somente dados da portadoraL1 foram utilizados. A análise dos resultados foi realizada a partir dasdiscrepâncias das coordenadas consideradas verdadeiras com as estimadas noprocessamento. No período de máxima atividade solar, as discrepânciasplanimétricas e altimétricas chegaram a atingir 25 m. No entanto, no períodode mínima atividade o valor máximo foi de 5,5 m. Vale salientar que, namaioria dos casos, os erros não ultrapassaram 0,50 m, sendo que algumasvezes foi de apenas 0,10 m. Isto evidencia o aumento da possibilidade deaplicações do posicionamento relativo com receptores GPS de simplesfreqüência em períodos de mínima atividade solar

CONCENTRAÇÃO DE Rn-222 E FILHOS EM ÁGUAS PROVENIENTES DE POÇOS E EMERGÊNCIAS DE ÁGUA DA REGIÃO DE PRESIDENTE PRUDENTE: RESULTADOS PRELIMINARES

Neste trabalho apresentamos os resultados preliminares da atividade do Rn-222 e filhos em águas provenientes de poços e emergências de água da região de Presidente Prudente. Foram estudadas seis amostras; três amostras vindas de poços, duas amostras de emergências de água e uma amostra de água potável. Para a medida da atividade do Rn-222 e filhos, as amostras de água foram colocadas em recipientes plásticos hermeticamente fechados, nos quais detectores CR-39 foram expostos ao ar ambiental vindo da água. Para obter a densidade de traços de partículas α, provenientes do decaimento do Rn-222 e filhos, utilizamos um microscópio óptico de luz transmitida. Os resultados mostram que a amostra A-3, que corresponde à água retirada de um poço artesiano, apresenta uma quantidade de Rn-222 e filhos considerável quando comparada com as outras amostras. São levantadas algumas hipóteses sobre os efeitos provocados pela ingestão da água no estômago. (São levantadas algumas estimativas da dose recebida pelo estômago)

EVALUATION OF THE GNSS POSITIONING PERFORMANCE UNDER INFLUENCE OF THE IONOSPHERIC SCINTILLATION

The ionosphere may not only degrade the accuracy of the GNSS positioning but also reduce its availability because there is a high dependence between signal losses and ionospheric irregularities. Irregularities in the Earth’s ionosphere may produce rapid fluctuations in phase and amplitude. These rapid fluctuations are called ionospheric scintillation. Thus, loss of signal can occur due to the effects of diffraction and refraction, which cause a weakening in the signal received by the GNSS receivers. In this way, this paper aims to evaluate the magnitude of ionospheric scintillation in Brazil and the performance of the positioning under its influence in the period of high solar activity in the current cycle (24), through the Spearman correlation analysis and the Wavelet periodogram. For that, three-year time series (2012 to 2014) of the S4 index and 3D MSE (Mean Squared Error) of three Brazilian stations with different ionospheric conditions were considered, PALM (near the Geomagnetic Equator) PRU2 (Equatorial region and Anomalies) and POAL (Mid-latitude region). Thus, it was possible to evaluate the correlation between the accuracy of the precise point positioning using only the C/A code of the GPS satellite and the S4 index. As a result, there was a correlation of 53% and 51%, using the Spearman method, for the PALM and PRU2 series, respectively. In addition, considering the analysis of space-frequency in relation to time by the Wavelet coherence method, a correlation of more than 70% is noted in the period of greatest 3D MSE concerning the spring and autumn equinox months

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