Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-04-26Bitstream added on 2014-06-13T20:40:33Z : No. of bitstreams: 1 marques_ha_dr_prud.pdf: 2254240 bytes, checksum: 4a444b57aeb7b0a9588734345c28c149 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Dentre os diversos métodos possíveis de posicionamento GNSS, encontra-se atualmente em evidência aqueles que proporcionam posicionamento em tempo real (ou próximo do tempo real) com acurácia ao nível centimétrico ou decimétrico. Nesse caso, destaca-se o PPP em tempo real, o qual requer a disponibilização de órbitas precisas em tempo real, bem como as correções ou erros dos relógios dos satélites. Atualmente, é possível utilizar as efemérides preditas denominadas IGU, as quais são disponibilizadas pelo IGS, porém, as correções dos relógios dos satélites contidas nessas efemérides não apresentam acurácia suficiente (3 ns @ 0,9 m) para obtenção de resultados com qualidade centimétrica no PPP. Logo, é necessário pesquisar e desenvolver metodologias adequadas para estimar as correções dos relógios dos satélites com melhor qualidade para aplicação no PPP em tempo real. A estimativa das correções dos relógios dos satélites pode ser realizada com base numa rede de estações GNSS de referência. Nesta tese, a metodologia adotada para estimar estas correções consiste em realizar o ajustamento dos dados no modo PPP para uma rede de estações GNSS. Dessa forma, todos os efeitos sistemáticos envolvidos com os sinais dos satélites GNSS devem ser modelados adequadamente para cada estação da rede, realizando-se assim a estratégia denominada de PPP em rede. Uma vez estimadas as correções dos relógios dos satélites em tempo real, estas devem ser enviadas ao usuário, o qual as utilizará para aplicação... / Among several possible methods of GNSS positioning, it is currently in evidence those that provide real time positioning (or near real time) with accuracy near to decimeter or centimeter level. In this case, we highlight the real time PPP method, which requires the availability of real time precise orbits and corrections or errors of the satellites clocks. Currently, it is possible to use the predicted IGU ephemerides which are made available by the IGS centers. However, the satellites clocks corrections available in the IGU do not present enough accuracy (3 ns @ 0.9 m) to accomplish real time PPP with the level of centimeter accuracy. Therefore, it is necessary to research and develop appropriate methodologies for estimating the satellite clock corrections in real time with better quality for real time PPP aplication. The estimation of satellite clock corrections can be performed based on a GNSS network of reference. In this PhD thesis, the methodology used to estimate these corrections is based on the adjustment of data in the PPP mode for stations of a GNSS network. Thus, all systematic effects involved with the GNSS satellite signals must... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: João Francisco Galera Monico / Coorientador: Milton Hirokazu Shimabukuro / Coorientador: : Marcio de Oliveira Aquino / Banca: Celso Braga de Mendonça / Banca: Hélio Koiti Kuga / Banca: Silvio Jacks dos Anjos Garnés / Resumo: Dentre os diversos métodos possíveis de posicionamento GNSS, encontra-se atualmente em evidência aqueles que proporcionam posicionamento em tempo real (ou próximo do tempo real) com acurácia ao nível centimétrico ou decimétrico. Nesse caso, destaca-se o PPP em tempo real, o qual requer a disponibilização de órbitas precisas em tempo real, bem como as correções ou erros dos relógios dos satélites. Atualmente, é possível utilizar as efemérides preditas denominadas IGU, as quais são disponibilizadas pelo IGS, porém, as correções dos relógios dos satélites contidas nessas efemérides não apresentam acurácia suficiente (3 ns @ 0,9 m) para obtenção de resultados com qualidade centimétrica no PPP. Logo, é necessário pesquisar e desenvolver metodologias adequadas para estimar as correções dos relógios dos satélites com melhor qualidade para aplicação no PPP em tempo real. A estimativa das correções dos relógios dos satélites pode ser realizada com base numa rede de estações GNSS de referência. Nesta tese, a metodologia adotada para estimar estas correções consiste em realizar o ajustamento dos dados no modo PPP para uma rede de estações GNSS. Dessa forma, todos os efeitos sistemáticos envolvidos com os sinais dos satélites GNSS devem ser modelados adequadamente para cada estação da rede, realizando-se assim a estratégia denominada de PPP em rede. Uma vez estimadas as correções dos relógios dos satélites em tempo real, estas devem ser enviadas ao usuário, o qual as utilizará para aplicação... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Among several possible methods of GNSS positioning, it is currently in evidence those that provide real time positioning (or near real time) with accuracy near to decimeter or centimeter level. In this case, we highlight the real time PPP method, which requires the availability of real time precise orbits and corrections or errors of the satellites clocks. Currently, it is possible to use the predicted IGU ephemerides which are made available by the IGS centers. However, the satellites clocks corrections available in the IGU do not present enough accuracy (3 ns @ 0.9 m) to accomplish real time PPP with the level of centimeter accuracy. Therefore, it is necessary to research and develop appropriate methodologies for estimating the satellite clock corrections in real time with better quality for real time PPP aplication. The estimation of satellite clock corrections can be performed based on a GNSS network of reference. In this PhD thesis, the methodology used to estimate these corrections is based on the adjustment of data in the PPP mode for stations of a GNSS network. Thus, all systematic effects involved with the GNSS satellite signals must... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Le PPP (Precise Point Positioning) est une méthode GNSS (Global Navigation Satellite Systems), basée sur le concept SSR (State Space Representation). Grâce aux améliorations récentes des modèles atmosphériques, le PPP en temps réel (RT-PPP) peut être également amélioré. L'objectif principal de ce travail est d'étudier le RT-PPP et l'infrastructure optimisée en termes de coûts et d'avantages pour réaliser la méthode en utilisant des corrections atmosphériques. Pour cela, différentes configurations d'un réseau GNSS dense et régulier existant en France, le réseau Orphéon, sont utilisées. Ce réseau compte environ 160 sites, propriété de Geodata-Diffusion (Hexagon Geosystems). Dans un premier temps, le mode «PPP-RTK flottant» a été évalué, il correspond au RT-PPP avec des améliorations issues des corrections de réseau, mais avec les ambiguïtés flottantes. Ensuite, des corrections de réseau sont appliquées pour améliorer le mode « PPP-RTK » où les ambiguïtés sont fixées à leurs valeurs entières. Pour le PPP-RTK flottant, une version modifiée du package RTKLib 2.4.3 (beta) est utilisée pour prendre en compte les corrections réseau. Les effets ionosphériques de premier ordre ont été éliminés par la combinaison iono-free et le retard troposphérique zénithal est estimé. Les corrections ont été appliquées en introduisant des paramètres troposphériques a priori contraints. Une modélisation adaptative basée sur les OFCs (Optimal Fitting Coefficients) a été mise en place pour décrire le comportement de la troposphère, en utilisant des estimations des retards troposphériques pour les stations Orphéon. Cette solution permet une communication monodirectionnelle entre le serveur et l'utilisateur. Les gains réalisés sur le temps de convergence pour obtenir un positionnement de 10 centimètres de précision ont été quantifiés statistiquement. La topologie du réseau a été évaluée, en réduisant le nombre de stations de référence (jusqu'à 75%), via une configuration de réseau lâche. Dans la deuxième étape, le PPP-RTK est réalisé grâce au logiciel PPP-Wizard 1.3 et avec les produits temps réel CNES (Centre Nacional de Estudes Spatiales) pour les orbites, les horloges et les biais de phase des satellites. Le RT-IPPP (RT-Integer PPP) est réalisé avec estimation des délais troposphériques et ionosphériques. Les corrections ionosphériques et troposphériques sont introduites en tant que paramètres a priori contraints au PPP-RTK. Pour générer des corrections ionosphériques, il a été mis en place un algorithme d'interpolation à distance inversée (IDW–Inverse Distance Weighting). Les améliorations apportées au positionnement horizontal dues aux corrections atmosphériques SSR externes provenant d’un réseau (dense ou lâche) sont prometteuses et peuvent être utiles pour les applications qui dépendent principalement du positionnement horizontal. / PPP (Precise Point Positioning) is a GNSS (Global Navigation Satellite Systems) method, based on SSR (State Space Representation) concept. Thanks to recent improvements in atmospheric models, Real-time PPP (RT-PPP) can also be improved. The main objective of this work is to study the RT-PPP and the optimized infrastructure in terms of costs and benefits to realize the method using atmospheric corrections. Therefore, different configurations of a dense and regular GNSS network existing in France, the Orpheon network, are used. This network has about 160 sites and is owned by Geodata-Diffusion (Hexagon Geosystems). Initially, ‘float PPP-RTK’ was evaluated, it corresponds to RT-PPP with improvements resulting from network corrections, although with ambiguities kept float. Further on, network corrections are applied to improve “PPP-RTK” where ambiguities are fixed to their integer values. For the float PPP-RTK, a modified version of the RTKLib 2.4.3 (beta) package is used to apply network corrections. First-order ionospheric effects were eliminated by the iono-free combination and zenith tropospheric delay estimated. The corrections were applied by introducing a priori constrained tropospheric parameters. Adaptive modeling based on OFCs (Optimal Fitting Coefficients) has been developed to describe the behavior of the troposphere, using estimates of tropospheric delays for Orpheon stations. This solution allows one-way communication between the server and the user. The gains achieved in convergence time to 10 centimeters accuracy were statistically quantified. Network topology was assessed by reducing the number of reference stations (up to 75%) using a sparse network configuration. In the second step, PPP-RTK is realized using the PPP-Wizard 1.3 software and CNES (Centre National d'Etudes Spatiales) real-time products for orbits, clocks and phase biases of satellites. The RT-IPPP (RT-Integer PPP) is performed with estimation of tropospheric and ionospheric delays. Ionospheric and tropospheric corrections are introduced as a priori parameters constrained in PPP-RTK. To generate ionospheric corrections, it was implemented an Inverse Distance Weighting (IDW) algorithm. Improvements achieved in horizontal positioning due to external SSR corrections from a (dense or sparse) network are promising and may be useful for applications that depend primarily on horizontal positioning. / O PPP (Precise Point Positioning) é um método GNSS (Global Navigation Satellite Systems) baseado no conceito SSR (State Space Representation). Graças às melhorias recentes nos modelos atmosféricos, o PPP em tempo real (RT-PPP) também pode ser aprimorado. O objetivo principal deste trabalho é estudar o RT-PPP e a infraestrutura otimizada em termos de custos e benefícios para realizar o método usando correções atmosféricas. Portanto, são utilizadas diferentes configurações de uma rede GNSS densa e regular existente na França, a rede Orphéon. Esta rede tem cerca de 160 estações, sendo propriedade da Geodata-Diffusion (Hexagon Geosystems). Inicialmente, foi avaliado o "float PPP-RTK", que corresponde ao RT-PPP com melhorias resultantes de correções de rede, embora mantendo as ambiguidades como float. Em um segundo momento, as correções de rede são aplicadas para aprimorar o "PPP-RTK", onde ambiguidades são fixadas para seus valores inteiros. Para o float PPP-RTK, uma versão modificada do software RTKLib 2.4.3 (beta) é empregada de modo a levar em consideração as correções de rede. Os efeitos ionosféricos de primeira ordem foram eliminados pela combinação iono-free e o atraso troposférico é estimado. As correções são aplicadas introduzindo parâmetros troposféricos a priori injuncionados. Uma modelagem adaptativa baseada em OFCs (Optimal Fitting Coefficients) foi implementada para descrever o comportamento da troposfera, utilizando estimativas de atraso troposférico para estações da rede Orpheon. Tal solução permite a comunicação unidirecional entre o servidor e o usuário. Os ganhos alcançados no tempo de convergência para acurácia de 10 centímetros foram quantificados estatisticamente. A topologia de rede foi avaliada reduzindo o número de estações de referência (até 75%) usando uma configuração de rede esparsa. Na segunda etapa, o PPP-RTK é realizado usando o software PPP-Wizard 1.3, bem como os produtos para tempo real do CNES (Centre National d’Etudes Spatiales) de órbitas, relógios e biases de fase de satélites. O RT-IPPP (RT-Integer PPP) é realizado com estimativa de atrasos troposféricos e ionosféricos. As correções ionosféricas e troposféricas são introduzidas como parâmetros a priori injuncionados no PPP-RTK. Para gerar correções ionosféricas, foi implementado um algoritmo baseado na ponderação pelo inverso da distância (IDW–Inverse Distance Weighting). As melhorias alcançadas no posicionamento horizontal com o uso das correções SSR externas de uma rede (densa ou esparsa) são promissoras e podem ser úteis para aplicações que dependem principalmente do posicionamento horizontal.