[pt] O trabalho visa a debater noções e dinâmicas do Espaço na proposta de José Agrippino de Paula. Está dividido em três partes: primeiro, uma introdução sobre o interesse pelo tema do Espaço, aliada à apresentação de um manuscrito inédito do autor, seguido de algumas considerações a respeito desse arquivo. Em segundo lugar, uma análise do romance Lugar Público (1965), onde, numa espécie de jogo ambíguo entre topografias urbanas e literárias, trânsito e espacialidade - ao mesmo tempo figurada e estruturada no romance - são atravessados pelas teorias do Espaço de Gilles Deleuze e Felix Guattari. A parte final é composta por fragmentos, que reúnem textos, faixa de áudio e curta-metragem, resultados de experiências práticas e teóricas inspiradas nessa pesquisa. / [fr] Le travail a pour but metre en question des notions et des dynamiques de l’Espace chez José Agrippino de Paula. Il est divisé en trois parties: une introduction sur l’intérêt au suject de l’Espace, allié a la presentation d’un manuscrit inédit de l’auteur, suivi des quelques considérations sur cet archive; l’analise du roman Lugar Público (1965), oú, dans un espèce de jeu ambigu entre des topographies urbaines et litéraires, le mouvement et la spacialité - a la fois figurée et structurée dans le roman – sont traversées par les théorie de l’Espace de Gilles Deleuze et Felix Guatarri; une partie finale composée par des fragments qui réunissent des textes, des bandes sonores et un court-métrage, fruits des expériences pratiques et théoriques, inspirées par cette recherche.

[pt] Um dos problemas em soluções que envolvam mobilidade é estimar a posição do robô com precisão. Em ambientes externos, o sensor GPS é o mais comumente utilizado, pois o mesmo fornece uma posição global, porém existe uma imprecisão que é superior a alguns metros, além de depender da visibilidade aos satélites. Outra solução é utilizar um sensor inercial, que no início da operação apresenta uma boa precisão, porém o erro de posicionamento cresce ilimitadamente por ser calculado através da integral dupla das acelerações e velocidades angulares medidas. O presente trabalho desenvolve um sistema de localização de robôs móveis em ambientes externos. As soluções do posicionamento via GPS e via sensor inercial são combinadas através de um filtro de Kalman, reduzindo a incerteza da obtenção da posição. O equacionamento e duas implementações distintas do filtro de Kalman serão apresentadas. Uma implementação clássica e uma versão estendida para sensores inerciais de baixa qualidade, a qual utiliza a orientação fornecida por bússolas na filtragem. Através de experimentos e simulações será demonstrada a eficácia da localização através do filtro de Kalman e a melhora na performance do mesmo quando utilizado a implementação estendida em comparação a clássica. / [en] One of the problems with solutions that involve mobility is to accurately estimate the robot s position. In an outdoor environment, the GPS sensor is the most commonly used method because it provides a global position, but with an error margin that is greater than just a few meters, and creates a dependency on the visibility of the satellites. Another solution is to use an inertial sensor, which at the beginning of the operation shows good accuracy, but the positioning error grows indefinitely because it is calculated by a double integral of acceleration and angular velocity measures. This work develops a system for localization of mobile robots in outdoor environments. The positions are estimated via GPS and inertial sensors, combined using a Kalman filter, reducing the uncertainty. The equations and two distinct implementations of the filter will be presented. A classical implementation and an extended version for low-grade inertial measurement units, which utilizes the orientation given by compasses in the filtering process. The effectiveness of the Kalman filter navigation is verified through experimental and simulation results. The performance gain of the extended filter in comparison to the classic is also verified.

[pt] Com o crescimento tecnológico temos visto uma popularização crescente de equipamentos de localização por satélite (receptores GPS) e computadores de bolso (PDA) em diversas áreas: nos transportes aéreo, marítimo e terrestre, mapeamento e geoprocessamento, esporte e lazer. Onde podemos ver, como exemplo, praticantes de caminhadas adquirindo seus próprios receptores GPS. No meio militar, esta popularização também crescente, onde as Forças Armadas de diversos países tendem a adquirir cada vez mais equipamentos de posicionamento por satélite (receptores GPS) e testam equipamentos para interação com os mesmos. O foco deste trabalho a integração do receptor GPS e PDA visando sua utilização em operações militares, com intuito de obter respostas rápidas para um emprego mais eficiente e rápido de frações das tropas envolvidas. Este trabalho envolve a geração de arquivos legíveis aos PDA, a comunicação de receptores GPS com estes, bem como a visualização da informação fornecida por estes receptores de forma fácil e rápida. Abrange também uma comparação entre a utilização de mapas em duas diferentes representações raster e vetorial, possibilitando zoom e movimento da imagem em ambos, além da possibilidade de medir distâncias entre pontos do mapa na tela do PDA e inclusão, exclusão e alteração de observações diversas. Verificou-se a grande vantagem da utilização de imagens raster em relação utilização de imagens vetoriais no PDA para esta finalidade, e também algumas fragilidades do uso de PDA comuns em operações militares e com receptores GPS de usos gerais. / [en] With technological development, we have been witnessing a growing popularization of satellite-location equipment (GPS receivers) and pocket computers (PDA) in several areas: air, sea and earth transports, mapping and geoprocessing, sports and entertainment. We can see hikers, for example, acquiring their own GPS receivers. In the military environment, this popularization is also occurring: the Armed Forces in several countries are obtaining increasing numbers of GPS receivers and are testing equipment to interact with them. The purpose of this work is to integrate GPS receivers and PDAs, with the intention of employing them in military operations in order to obtain quick responses for a faster and more efficient use of fractions of involved troops. This work involves the generation of files readable by PDAs, the communication of GPS receivers with PDAs, and an easy and fast visualization of the information provided by the receivers. It also includes a comparison between the use of maps in two different representations, raster and vector, both allowing for zooming and movement of the image, as well as the possibility of measuring distances between points of the map in the PDA screen, and the inclusion, exclusion and alteration of several observations. The great advantage of using raster images instead of vector images in PDAs for this purpose was verified, as well as some disadvantages in the use of PDAs, common in military operations, with general-purpose GPS receivers.

[pt] Esta tese apresenta um estudo dos efeitos ionosféricos em um Sistema de Aumento Baseado no Solo (GBAS) em regiões equatorial e de baixas latitudes. A ionosfera afeta a propagação dos sinais de GPS e pode reduzir a precisão do posicionamento nas regiões equatorial e de baixas latitudes. Sistemas auxiliares foram desenvolvidos para atender aos requisitos de segurança da aviação. Nesse contexto, o GBAS fornece maior precisão para correções diferenciais. Para avaliar o desempenho de um GBAS, um modelo de simulação do sinal-no-espaço GPS L1 foi desenvolvido, considerando o retardo ionosférico baseado nas distribuições estatísticas dos resíduos de Conteúdo Eletrônico Total vertical obtido do modelo IRI e estimativas da Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo, em combinação com representação para a cintilação ionosférica de amplitude, simulada com base em distribuições de probabilidade (Alfa) - (Mi), bem como a cintilação de fase, gerada de acordo com as relações empíricas entre os índices (s)4 and (Sigma)(Fi). O modelo de sinal do GPS L1 também considera erros de relógios e aleatórios, retardos troposféricos, ambigüidade de ciclo e efeitos de multipercurso, para uma descrição completa. Os resultados de sinal-no-espaço são injetados em um modelo de simulação da instalação terrestre do GBAS, implementado para detectar uma variedade de possíveis anomalias ou falhas no sinal-no-espaço e para gerar correções diferenciais baseadas em algoritmos de monitoramento. O GBAS gera correções e seu desempenho é avaliado para aproximações de aeronaves em diferentes condições ionosféricas nos aeroportos do Rio de Janeiro e Fortaleza, enfatizando a Categoria de aproximação I. Os erros horizontais e verticais são estimados usando correções de GBAS para avaliar a precisão. A integridade do GBAS também é analisada calculando os níveis de proteção horizontal e vertical. / [en] This research presents a study on ionospheric effects on a Ground Based Augmentation System (GBAS) in equatorial and low latitude regions. The ionosphere affects the propagation of GPS signals and can reduce the positioning accuracy in the equatorial and low-latitude regions. Auxiliary systems have been developed to meet the safety requirements of aviation. In this context, GBAS provide higher accuracy for differential corrections. To evaluate the performance of a GBAS, a simulation model of the GPS L1 signal-in-space has been developed, considering ionospheric delay based on statistical distributions of vertical Total Electron Content residuals obtained from IRI model and Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo estimates, in combination with amplitude ionospheric scintillation simulated based on (Alfa) - (Mi) probability distributions, as well as phase scintillation, generated according to empirical relationships between the indices (S)4 and (Sigma)(Fi). The GPS L1 signal model also considers clock and random errors, tropospheric delays, ambiguity, and multipath, for a complete description. The signal in space results are injected into a GBAS ground facility simulation model, implemented to detect a varied array of possible anomalies or failures in the signal in space and to generate differential corrections based on monitoring algorithms. The GBAS generates corrections and its performance is evaluated for aircraft approaches under different ionospheric conditions at the Rio de Janeiro and Fortaleza Airports, emphasizing Approach Category I. The horizontal and vertical errors are estimated using GBAS corrections to evaluate the accuracy. The GBAS integrity is also analyzed by computing the horizontal and vertical protection levels.

[pt] A ionosfera de baixas latitudes tem características que poderiam causar problemas à operação do GPS/SBAS. Entre elas se encontra a anomalia equatorial, cuja densidade eletrônica pode apresentar intensos gradientes horizontais (e, portanto, no índice de refração do meio). Estes gradientes podem ser intensos o suficiente para introduzir erros nas previsões resultantes do GPS/SBAS. Para avaliar este problema, foi desenvolvido um programa de simulação em computador que integra modelos para: (i) a previsão das posições dos satélites da constelação GPS; (ii) a evolução temporal e espacial da densidade eletrônica da ionosfera equatorial; e (iii) uma rede de estações de referência de posições fornecidas para analisar os efeitos da anomalia equatorial sobre os erros causados pela ionosfera nos sinais dos satélites GPS recebidos pelas estações. Em cada passo da simulação, diversos procedimentos são realizados. Estes procedimentos são repetidos um grande número de vezes e, ao final da simulação, estatísticas dos erros são apresentadas. Este programa de simulação em computador foi utilizado para analisar a influência do número de estações de referência, assim como de suas localizações, nos erros de posicionamento de aeronaves. / [en] The low-latitude ionosphere has some features that could cause problems even to the joint GPS/SBAS operation. Among them, one finds the equatorial anomaly, whose electronic density - and thus its refractive index - can present intense horizontal gradients. These gradients can be intense enough to induce errors in the predictions by the GPS/SBAS. To analyze this problem, a computer simulation program has been developed. This program integrates models for: (i) forecasting the satellite orbital positions of the GPS constellation; (ii) the temporal and spatial evolution of the electronic density of the low-latitude ionosphere; and (iii) a given network of reference stations to analyze the effects of the equatorial anomaly on the GPS satellite signals received by the stations and users. In each step of the simulation, several procedures are performed. These procedures are repeated several times and, at the end of the simulation, error statistics are presented. This computer simulation program has been used to analyze the influence of the equatorial anomaly and of the number and layout of reference stations upon the errors in aircraft positions provided by the GPS/SBAS.

[pt] A presente dissertação tem como tema de estudo a caracterização do canal do Global Positioning System (GPS) para ambientes urbanos. O objetivo do presente estudo é determinar a influência de diversos tipos de ambiente urbano no erro de posição horizontal do receptor GPS, com a finalidade de corroborar se, sob estas condições, o sistema oferece um serviço de posição de acordo com os requerimentos da Federal Communications Commission.Apresentam-se nos diferentes capítulos da dissertação os conceitos básicos do GPS, os procedimentos utilizados na campanha de medidas, as características mais importantes dos ambientes nos quais as mesmas se realizaram e os resultados obtidos, assim como suas análises. Além disso, apresentam-se as configurações dos ambientes utilizados nas simulações, os cálculos para determinar a relação entre azimute e elevação para cada um dos tipos de ambiente adotados, os resultados das simulações e as análises das mesmas. Finalmente, apresentam-se as conclusões para os resultados obtidos durante a campanha de medidas e as simulações, assim como indicações para estudos futuros. / [en] The present dissertation analyzes the propagation channel of the Global Positioning System (GPS) for urban environments. The objective of the study is to determine the influence of different types of urban environments in the error of the horizontal position provided by the GPS receiver. In particular, it investigates if, under degraded conditions, the system is still able to offer a positioning service in accordance to the requirements of the Federal Communications Commission (FCC). The different chapters of the dissertation present the basic GPS concepts, the adopted procedures to perform measurements, as well as the most relevant characteristics of the environments where measurements took place. In continuation, results are described, followed by their analysis. The configurations of environments used in the simulations are depicted, as well as the computations to determine the relationship between azimuth and elevation for each type of environment. Results of such computations and their corresponding analyses are presented for each simulation case. Finally, conclusions on the results obtained from the measurement campaigns and simulations, as well as suggestions for future studies are presented.

[pt] O tema Cidades Inteligentes é um assunto de interesse para gestores públicos e pesquisadores. Desenvolver cidades mais inteligentes é um dos desafios para o futuro próximo devido à crescente demanda por serviços públicos. Em particular, o transporte público é um dos aspectos mais visíveis de uma cidade viva e, portanto, a sua implementação deve ser muito eficiente. O sistema de transporte público da cidade do Rio de Janeiro é historicamente deficiente, principalmente porque ele é baseado em um antigo sistema de ônibus. Para melhorá-lo, a Prefeitura tomou algumas ações, como o desenvolvimento de um projeto de dados aberto que mostra, a quase a cada minuto, a posição instantânea de todos os ônibus na cidade. Embora não seja uma nova tecnologia, esta é a primeira iniciativa a ser desenvolvida no Rio. Neste trabalho, são aprsentadas ferramentas simples para a exploração visual deste grande conjunto de dados com base em informações históricas, que chega a um total de mais de um bilhão de amostras. Com essas ferramentas, um usuário será capaz de verificar as tendências, identificar padrões e localizar anomalias nesta grande quantidade de dados de GPS dos ônibus. / [en] Smart cities is a current subject of interest for public administrators and researchers. Getting the cities smarter is one of the challenges for the near future, due to the growing demand for public services. In particular, public transportation is one of most visible aspects of a living city and, therefore, its implementation must be very efficient. The public transportation system of the City of Rio de Janeiro is historically deficient, mostly because it is based on an old bus system. To change it, the City Hall took some actions, such as the development of an open data project that shows, at about every minute, the GPS instant position of all buses in the city. Although it is not a new technology, it is the first initiative to be developed in Rio. This work presents simple tools for the visual exploration of this big dataset based on the historical information from this service, which reaches a total of more than one billion samples. With these tools one is able to discover trends, identify patterns, and locate abnormalities within the massive collection of the buses GPS data.