Le Global Positioning System (GPS) a de nombreuses applications scientifiques. En géophysique de précision, il est utilisé pour déterminer les mouvements des plaques tectoniques, quantifier la déformation aux frontières des plaques ou dans le domaine intraplaque, ou bien détecter les signaux transitoires associés au cycle sismique. Aujourd'hui, la surface du globe est recouverte de milliers de stations GPS permanentes permettant de générer les séries temporelles de coordonnées de stations GPS et de suivre en continu les mouvements de l'écorce terrestre. Mon travail de thèse se situe dans le contexte du développement de grands réseaux GPS et GNSS (Global Navigation Satellite System) permanents. Par exemple, le réseau GEONET (GNSS Earth Observation Network System) du Japon comprend plus de 1000 stations, le réseau du Plate Boundary Observatory comprend lui aussi environ 1200 stations dans l'ouest des États Unis. A une échelle plus locale, les réseaux permanents en Europe possèdent environ 300 stations, et celui de Taïwan, plus de 400 stations. Des nombreuses difficultés se posent en pratique pour réaliser des séries temporelles précises et analyser les solutions de ces grands réseaux GPS permanents. Une première difficulté réside dans l'expression des solutions journalières dans un repère précis et stable dans le temps. Le grand nombre de points et la longueur des séries temporelles maintenant disponibles rendent les calculs lourds en temps. Des erreurs dans les solutions journalières ou dans la solution de référence peuvent biaiser l'estimation des paramètres de la transformation et dégrader la précision des séries temporelles obtenues. A l'étape de l'analyse des séries temporelles, on rencontre fréquemment plusieurs problèmes causés soit par des causes artificielles ou des mouvements géophysiques parfois complexes. La détection de ces problèmes et leur résolution dans les séries temporelles GPS de plus d'une décennie d'observation par une approche manuelle n'est plus possible et des algorithmes d'analyse automatique doivent être développés. L'objet de ma thèse est de déterminer des approches, des méthodes et des algorithmes robustes permettant (1) la réalisation rapide et précises de séries temporelles de position (2) l'identification rapide des problèmes présents dans les séries temporelles GPS (3) la résolution automatique des problèmes les plus courants (4) la manipulation facile des séries temporelles pour extraire les paramètres utiles aux analyses géophysiques. Dans ce travail, je présente tout d'abord une approche basée sur la norme L1 pour estimer les paramètres de transformations des solutions libres vers une solution de référence. Ensuite, je présenterai différents algorithmes de recherches automatiques d'erreurs et de détection, estimation, corrections des sauts. Enfin, je montrerai comment ces algorithmes peuvent être utilisés dans un modèle général des séries temporelles pour obtenir une analyse automatique et par exemple, extraire les paramètres des déformations co- et post-sismiques. Les essais méthodologiques ont été en premier lieu testés sur le réseau national GPS permanent français RENAG et une solution combinée des réseaux GPS de Taïwan. Ces deux applications permettent d'évaluer la capacité des méthodes développées à obtenir des vitesses précises et modéliser des mouvements complexes liées au cycle sismique.

Viena iš labiausiai išplitusių žiniatinklio paslaugų technologijų – SOAP (Simple Object Access Protocol) servisai, yra pakankamai sudėtingi ir neefektyvūs. Vis dažniau naudojamos įvairios šių servisų alternatyvos. Viena tokių alternatyvų yra REST (Representational state transfer) architektūros principų taikymas žiniatinklio paslaugų kūrimui. Šio tipo paslaugas yra paprasta realizuoti ir jos yra efektyvesnės nei SOAP variantas. Be to, jų kūrimo metodas remiasi gerai žinomomis ir senai žiniatinklyje nusistovėjusiomis koncepcijomis. Šiame magistriniame darbe atliktas REST architektūros principų tyrimas ir taikymas, darbo metu sukurtos, daugiavartotojiškos pozicionavimo sistemos kontekste. Aprašytos šios sistemos teikiamos galimybės, struktūra ir įgyvendinimo ypatumai. Tai pat, pateikti šios sistemos kontekste atlikto SOAP ir REST servisų efektyvumo eksperimento rezultatai. / One of the most known web service technologies today – SOAP Web services, is fairly complicated and inefficient. Other SOAP Web service alternatives become more and more popular. One of these alternatives is REST style architecture application in web service implementations. This type of web services is much simpler and efficient than SOAP Web services. Furthermore, it is based on well-established web concepts. This work describes analysis and implementation of REST style architecture in created multi-user position tracking system. Document provides detailed description of implemented position tracking system possibilities, structure and implementation peculiarity. Finally, experimental proof is given about SOAP and REST service implementations efficiency in this system.

Stuttgart, Univ., Thesis, 2003.

Diss. University Bern, 2006. / Literaturverz.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2001Bitstream added on 2014-06-13T19:29:39Z : No. of bitstreams: 1 sapucci_lf_me_prud.pdf: 2343034 bytes, checksum: cc6d3b5dd004f2733fa2b80a1318dcf6 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O posicionamento com GPS (Global Positioning System), consiste basicamente na determinação de distâncias entre satélites e receptores, obtidas por meio de observações de sinais de rádio-freqüência. Entre os vários erros que estão presentes nessas observações, encontra-se o atraso dos sinais causado pela influência do vapor d’água atmosférico. Depois de minimizados os demais erros, o atraso troposférico pode ser estimado a partir das observações GPS. Estas estimativas, além de serem utilizadas para avaliar os modelos que tratam os efeitos da troposfera, podem ser convertidas em estimativas do vapor d’água integrado na atmosfera (IWV-Integrated Water Vapor). Para essa conversão, utiliza-se uma relação entre essas quantidades baseada na temperatura média da coluna vertical troposférica. Este trabalho tem por objetivo apresentar a aplicação do GPS na quantificação do vapor d’água atmosférico e uma metodologia para avaliar a modelagem do atraso zenital troposférico. Para isso, campanhas de radiossondagens e coletas simultâneas de observações GPS foram realizadas. Os resultados, na estimativa do vapor d‘água atmosférico, apresentaram boa compatibilidade com os valores fornecidos pelas radiossondas (EMQ de 2 kg/m2), e são similares aos valores encontrados na literatura. Quanto à avaliação da modelagem troposférica, os resultados indicam que a metodologia proposta apresentou-se adequada. / The GPS (Global Positioning System) positioning basically consists on determining the distances between satellites and receivers that are obtained by observing radio-frequency signals. There are several errors present in these observations. Among them we can find the delay of those signals caused by atmospheric water vapor. The tropospheric delay can be estimated by GPS observations processing after minimizing other errors. These estimates can be used to evaluate the models that attempt to reduce the tropospheric effects and may also be transformed into estimates of integrated water vapor (IWV). In this transformation is used a relationship between the delay and IWV values based on the tropospheric mean temperature. The main aims of this work are to present the GPS application related to atmospheric water vapor quantification and to propose a methodology to evaluate the zenithal tropospheric delay modeling. Launching radiosonde campaigns with simultaneous collections of GPS observations were accomplished. The results obtained by comparison the IWV values derived by GPS and radiosondes presented good compatibility (EMQ 2 kg/m2), which are similar to those found in the literature. The results supplied in the evaluation of tropospheric models indicated that the proposed methodology is adequate.

O GPS é um sistema de radio navegação baseado em satélites operando 24 horas por dia no fornecimento de sinais de rádio para determinação de coordenadas em todo o globo terrestre. Estas coordenadas apresentam uma precisão de 10 metros, que em muitas aplicações é inadequada. O DGPS ou GPS diferencial é uma técnica que permite passar a precisão para o nível do metro por meio da recepção de informações adicionais. Estas informações são recebidas pelo receptor de GPS por meio de rádio a partir de satélites geo-estacionários ou enlaces locais. Este trabalho apresenta um sistema DGPS com enlace local para aplicações urbanas com a utilização de um receptor de mensagens de texto, e de baixo custo, pager Motoro-la Creatalink operando na faixa de 931 MHz. Foi montado um projeto piloto na Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) com a Base de Referência no Departamento de Engenharia Elétrica. Os resultados mostram que o método apresenta uma sensível melhora na qualidade das coordenadas e que apresenta um grande potencial para aplicação em cidades de médio porte. / GPS is a radio navigation system base on a satellite network providing 24 hours radio data to determine point coordinates and world wide coverage. The precision is in the decametric range which is not adequate to many applications. DGPS or Differential GPS is a technique used to improve this precision down to metric level adding informa-tion to the receiver. The GPS receiver can receive the information from geostationary satellites or radio links. This work presents a DGPS system with local radio link to support urban applications based on the low price pager Motorola Creatalink, operating in 931 MHz band. A pilot project was developed at the Engineering School of Sao Carlos (EESC) with the Refer-ence Station at the roof of Electrical Engineering Department. The results show a good improvement in the precision of the coordinates, presenting a high potential usage in medium size cities.

Submitted by Haroudo Xavier Filho (haroudo.xavierfo@ufpe.br) on 2016-03-23T17:22:47Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissert_EmanoelGomes_vFinal (1).pdf: 3169112 bytes, checksum: 670b4efee57c1d0f5415070a594b6ca0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-23T17:22:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissert_EmanoelGomes_vFinal (1).pdf: 3169112 bytes, checksum: 670b4efee57c1d0f5415070a594b6ca0 (MD5) Previous issue date: 2015-03-06 / CAPES / 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. / The geodetic positioning is currently accomplished in most of part by using GNSS. Among available systems, GPS is still the most widely used nowadays; however GLONASS is totally operational, what turns possible the application of multi-constellation system in the geodetic positioning. Both GPS and GLONASS (GPS/GLONASS) are under modernization process allowing studies about integration of signals either for geodetic positioning purposes or other activities in the engineering field and scientific researches. Among the geodetic positioning methods the PPP method (Precise Point Positioning) has been widely investigated in the last years and experienced many improvements, as for instance due to improvements in available products through IGS centers. The PPP in its conventional form requires the use of measures on two frequencies, precise orbits and correction of satellite clock error as well as adequate mathematical modeling to correct for several effects involved in the spread of GNSS signals and geodynamic effects affecting ground stations. Once the various effects have been corrected, it is expected coordinates accuracy of a few centimeters in the PPP method after a few hours of data collection. The Combined GPS/GLONASS in PPP requires compatibility between reference systems and time systems. It is expected that the use of GPS/GLONASS data, provide better geometry to estimate parameters and also provide increased redundancy for the adjustment, which generates higher reliability (ability to detect errors) in the results. Within this context, the aim of this research is to investigate the mathematical model for the Combined GPS/GLONASS data in the PPP method and evaluate the accuracy of positioning for data collected in Brazil. Qualitative analyzes were performed to verify the impact of using GLONASS together with GPS measurements in PPP considering static and kinematic positioning. Precision analysis of parameters was a priori performed based on the inverse of the matrix N. This task is very useful a for instance in geodetic network planning and for GPS/GLONASS integrations in PPP it was observed improvements of the order of 30% in the estimated precision. The parameter related with tropospheric wet delay was also a priori analyzed and improvements of up to 20% were observed at different days of a year. In the case of kinematic positioning, the coordinates estimated in the relative method were adopted as reference to compute Avaliação da qualidade do posicionamento GNSS com integração GPS/GLONASS Emanoel Gomes de Sousa Silva accuracy of kinematic PPP. Concerning the static positioning it was used as ground truth official coordinates of RBMC stations and SIRGAS-CON network. For the static PPP, it was processed data from five stations distributed in different latitudes along of Brazil in the year 2013 with generations of time series of coordinates. The Improvement in positional accuracy when applying GPS/GLONASS reached maximum value of 25%. Besides that, it was observed improvements in the PPP convergence time.

Made available in DSpace on 2014-06-12T16:30:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5074_1.pdf: 1871474 bytes, checksum: 7bd4e636701e9731e17366652d3bf65b (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2005 / O posicionamento relativo GPS é a técnica mais utilizada atualmente nos levantamentos geodésicos, e uma das mais precisas. Entretanto, considerações realizadas em seus modelos funcionais e estocásticos podem acarretar em precisões superestimadas, ou seja, maiores do que as reais. Dentre essas considerações, duas são objetos de estudo desta pesquisa: a normalidade das observações GPS, e o processo de ruído branco que envolve as observáveis. Portanto, torna-se necessário o estudo da ocorrência desses fatores nas observações GPS, com o objetivo de ajudar no desenvolvimento de novos modelos funcionais e estocásticos. A partir dos resíduos de cada observável obtidos do processamento de uma linha de base GPS utilizando a equação de dupla diferença, realizam-se testes estatísticos que avaliem a hipótese de normalidade da distribuição de cada uma das observáveis, assim como a hipótese de ruído branco para cada série temporal dos resíduos. Para a realização desses testes, foi necessário o desenvolvimento de um programa de processamento GPS que fornecesse descritivamente cada uma das séries residuais. Através dos testes estatísticos foi possível verificar que nem sempre as observações GPS podem ser consideradas como normalmente distribuídas, apresentando comportamentos diferentes para cada uma das observáveis. Além disso, a hipótese de processo de ruído branco foi rejeitada, mostrando a existência de autocorrelação nas observáveis GPS. Daí, surge a necessidade de implementações nos modelos atuais, onde se possam considerar esses dois fatores no processamento das observações GPS

O posicionamento de pontos, com o sistema GPS, tornou-se uma ferramenta importante, aplicável nas mais diferentes áreas do conhecimento. No entanto, em algumas situações, a exigência de elevadas precisões trouxe a inconveniência de um custo elevado na aquisição de receptores de dupla freqüência. Mesmo com os avanços tecnológicos, a ionosfera é uma das fontes de erro que mais afetam o posicionamento de pontos. Para os usuários que possuem equipamentos de dupla freqüência, este erro é modelado com grande eficiência através do processamento de dados com solução iono free. No Brasil, a maioria dos usuários possui equipamentos que captam informações apenas do código C/A e/ou código C/A e portadora L1. Neste caso faz-se uso de alguns modelos, como, por exemplo, o de Klobuchar, com redução do erro nos posicionamentos absolutos de, aproximadamente, 50%. Nos posicionamentos relativos, com bases superiores a 20 Km, a utilização deste modelo não é a mais indicada. Neste contexto, este trabalho consiste no desenvolvimento de um método que possibilite modelar o atraso ionosférico através de um polinômio do segundo grau, baseado no ajustamento seqüencial de observações. As informações necessárias para esta modelagem são advindas das estações GPS da Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo. Isto possibilita, em posicionamentos absolutos, determinar o atraso ionosférico de uma forma mais eficiente que o obtido pelo modelo de Klobuchar. Em posicionamentos relativos, para os usuários de equipamentos de simples freqüência, tal modelagem permite a geração de um código com características semelhantes ao código P2. Assim, com os dados gerados por receptores de uma freqüência, é possível processar vetores de bases longas por meio da solução iono free code. Os resultados obtidos indicam que tal metodologia pode ser uma alternativa eficiente para minimizar o efeito ionosférico no posicionamento de pontos com o sistema GPS. Horizontalmente, através dos métodos de posicionamento Single Point e relativo, respectivamente, o modelo ionosférico proposto proporcionou uma melhoria de 39% e 26% se comparado com o modelo de Klobuchar. / Point positioning, with GPS, became an important tool applicable to the most different areas of the knowledge. However, in some situations, the requirement of high precisions brought the inconvenience of a high cost in the acquisition of dual receivers frequency. Despite of the technological advances, the ionosphere is one of the error sources that affect most point positioning. For users who have dual equipment frequency, this error is modeled with great efficiency through data processing with the ionosphere free solution. In Brazil the majority of the users has equipments that process C/A code information only and/or C/A code and L1 carrier. In this case it is necessary to use some models, for example the Klobuchar model, with error reduction of approximately 50% in absolute point positioning. In the relative positioning, with baselines longer than 20 Km, the use of this model is not indicated. Thus, this work consists in developing a method that makes possible to model the ionospheric delay using a second degree polynomial, based on sequential adjustment of observations. The necessary information for this modeling is obtained from GPS stations that compose the RBMC (Brazilian Network for Continuous Monitoring of GPS). Thus it is possible to determine the ionospheric delay in a more efficient way in absolute positioning than when using the Klobuchar model. In relative positioning, for single frequency users, such modeling allows the generation of a code, with similar characteristics to the P2 code. Hence, with data generated by single frequencies, it is possible to process long base line vectors, using the iono free code solution. The results obtained indicate that such methodology can be an efficient alternative to minimize the ionospheric effect in the GPS point positioning. Horizontally, through the methods of positioning Single Point and relative, respectively, the ionospheric model considered provided an improvement of 39% and 26% if compared with the Klobuchar model.

A fixação das duplas diferenças de ambigüidades no processamento dos dados da fase da portadora do Sistema de Posicionamento Global (GPS), é um dos pontos cruciais no posicionamento relativo estático. Esta fixação também é utilizada como um indicador de qualidade e fornece maior segurança quanto ao resultado do posicionamento. No entanto, ela é uma informação puramente estatística baseada na precisão da medida e dissociada da exatidão das coordenadas geradas na solução. A informação sobre a exatidão das coordenadas de pontos medidos através de um vetor simples, é sempre inacessível, independente de a solução ser fixa ou “float”. Além disso, existe um risco maior em assumir um resultado de solução “float”, mesmo que ele tenha uma boa, porém, desconhecida exatidão. Por estes motivos a solução “float” não é aceita por muitos contratantes de serviços GPS, feitos com a fase da portadora, que exigem uma nova coleta de dados, com o conseqüente dispêndio de tempo e dinheiro. Essa tese foi desenvolvida no sentido de encontrar um procedimento que melhore esta situação. Para tanto, se investigou o comportamento da exatidão em medidas obtidas com a fase da portadora L1 do GPS, monitorando os fatores variáveis presentes neste tipo de medição, o que tornou possível a classificação da exatidão de resultados. Inicialmente, a partir de um conjunto de dados GPS, coletados ao longo dos anos de 2003, 2004 e 2005 em duas bases de monitoramento contínuo da USP, se fez uma análise sistemática do comportamento das variáveis contidas nos dados. A seguir se estruturou um banco de dados, que foi usado como referência na indução de uma árvore de decisão adotada como paradigma. Por último, a partir desta árvore se pôde inferir a exatidão de soluções de posicionamento obtidas com o uso da portadora L1. A validação do procedimento foi feita através da classificação da exatidão de resultados de várias linhas base, coletadas em diferentes condições e locais do estado de São Paulo e do Brasil / The most crucial step on the relative static positioning, when using the Global Positioning System (GPS) carrier phase data, is the fixing ambiguities integer values. The integer ambiguity solution is also used as a quality indicator, ensuring quality to the positioning results. In despite of its capability, the ambiguity fix solution is purely statistical information, based on the precision of measurements and completely apart from the coordinate's solution accuracy. In a single baseline processing, the positioning coordinates accuracy is always inaccessible, no matter if the final solution is float or fixed. In fact, there is some inner risk when using the float solution, although they have a good, nevertheless, unknown accuracy. Probably that is why several GPS job contractors reject the float solutions and require a new data observation, with the consequent time and money loss. This research was developed to improve that situation, investigation the inner accuracy in several GPS L1 carrier phase measurements. Checking the variable factors existing on this kind of measurement it was possible to classify the results accuracy behavior. The investigation was developed in tree steps: started with the systematic analysis of a group of L1 observation data, collected during the years: 2003, 2004 and 2005, followed by the construction of a structured data bank which generated a decision tree, performing the paradigm used to classify the accuracy of any measurement made with GPS L1 carrier phase; and ended with the research validation, through the accuracy classification that was made on several baselines, collected on different conditions and places around the state of São Paulo and Brazil