O objetivo principal desta dissertação é apresentar uma metodologia para modelagem das medidas de pseudo-ranges no sistema GPS, cujos movimentos característicos são descritos pela trajetória de uma partícula material que se move, no decorrer do tempo, sob a influência de forças físicas, e possuem uma estrutura de auto-correlação. O tratamento dado foi de séries temporais, específico do método ARIMA da metodologia de BOX & JENKINS. A aplicação da metodologia proposta foi baseada nos dados recebidos no receptor GPS localizado no ITA, referente ao satélite de número 27. Sua validação foi feita comparando dados reais com os resultados do modelo, onde o modelo proposto mostrou uma boa performance. A principal conclusão foi a constatação da eficácia da metodologia proposta para a modelagem, através de um tratamento estatístico completo validade em caso real.

Ionospheric scintillation is a phenomenon that occurs daily, especially around the equatorial region, during the summer solstice after the sunset, affecting radio signals that propagate through the ionosphere. Depending on the temporal and spatial situation, ionospheric scintillation can represent a problem in the availability and precision of the Global Navigation Satellite Systems (GNSS). This work is concerned with the statistical modeling and evaluation of the impact of amplitude scintillation on the performance of Global Positioning System (GPS) receivers. In this work the use of ?-? model is proposed to represent the scintillation phenomenon affecting GPS receiver performance. The use of ?-? is also extended for second order statistics. Such a model is compared to a set of experimental data obtained in São José dos Campos, near the peak of the Equatorial Anomaly, during high solar fux conditions, between the months of December 2001 and January 2002. The results obtained with the proposed ?-? model fitted quite well with the experimental data and performed better than two of the widely used models, namely Nakagami-m and Rice. The proposed model requires the estimation of two parameters, instead of a single one used by the models of Nakagami-m and Rice. To facilitate its use, for the situations in which no set of experimental data is available, this work presents parameterized equations for calculating the two parameters required by the ?-? model. Based upon the fact that the proposed model performs better than the one proposed by Nakagami-m, the present investigation derives a model to estimate the carrier and code tracking loop errors on GPS receivers. Such a model not only performed better than Nakagami';s, but also is valid for a wider range of scintillation.

O efeito de multitrajeto é quase inevitável na maioria dos sistemas de comunicação, como por exemplo no GPS, o que ocasiona erros na determinação da pseudodistância. São analisados os erros de atraso de rastreamento de código (valores: médio, rms, máximo e mínimo absoluto) para canal especular, para receptores coerente e não-coerente, confirmando os resultados da literatura. Como contribuições são apresentados e analisados os erros de atraso de rastreamento para canal difuso (distribuição de probabilidade de amplitudes Rice), utilizando-se receptor não-coerente com desvanecimento lento e rápido. O modelo de canal especular simulado consiste de dois trajetos, um direto e outro refletido por um obstáculo fixo ou móvel. Para a simulação do canal difuso tem-se a presença de diversos trajetos refletidos obedecendo a uma distribuição de probabilidade de amplitudes Rayleigh ou Rice, esta última, quando se considera o trajeto direto. Foram analisados, modelados e simulados circuito de rastreamento coerente e não-coerente, e os canais com desvanecimento lento e rápido.

É desenvolvido um receptor por software para GPS, fundamentada na análise do ambiente de operação de cada um de seus segmentos e que pode utilizar dados digitalizados ou simulados para testar todos os processos que podem vir a ser utilizados nos receptores implementados por firmware e hardware. O receptor desenvolvido, pela facilidade computacional existente e o atual estado da arte, pode ser programado em um computador convencional.No sistema desenvolvido, o sinal é condicionado e processado antes da entrada no receptor GPS por software. É mostrado que o sistema desenvolvido é uma ferramenta util na análise de sistemas de aumentação ou melhoramento baseados em técnicas de minimização ou eliminação de ruídos e interferências, especialmente os de multitrajetos.Foram simulados vários tipos de sinais em visada direta em diferentes ambientes de ruído (SNR) e usados para avaliar os processos de aquisição e rastreamento do receptor por software. Os resultados são apresentados e analisados. Os algoritmos sugeridos na literatura se amostram vulneráveis na presença de ruído e foram modificados e avaliados sob as mesmas condições e mostraram-se mais robustos e eficientes na presença de ruído.Pelos resultados conclui-se que o receptor por software é também uma ferramenta didática útil para formação de recursos humanos nas áreas de Telecomunicações e GNSS.

Um dos principais problemas no monitoramento das estruturas de uma barragem por meio de instrumentação geodésica se refere à confirmação da estabilidade dos pontos da rede geodésica de referência. Os eventuais deslocamentos detectados nas estruturas podem ser resultados de análises e interpretações equivocadas, já que os pontos de referência podem ser considerados estáveis sem indicação dessa condição. Considerando o objetivo deste trabalho, de verificar a estabilidade dos pilares da rede geodésica da Usina Hidrelétrica de ITAIPU por meio da tecnologia GPS, foi proposta uma metodologia que compreendesse o planejamento e a coleta dos dados, realizada em quatro épocas (campanhas) distintas, seguidos do seu processamento e ajustamento. No processamento dos dados verificou-se a melhor estratégia usando a fase da portadora L1, devido às linhas de base curtas (até 5km). Já no ajustamento, constatou-se a importância da detecção de erros grosseiros nas observações das linhas de base e também do controle de qualidade. Os resultados da aplicação desta metodologia foram as coordenadas ajustadas dos pilares da rede com as suas respectivas precisões para cada época. Estas coordenadas e suas matrizes variância-covariância foram então comparadas entre combinação de campanhas com a aplicação do teste de congruência global, para a verificação final da significância estatística das diferenças encontradas. Os resultados demonstraram que as investigações da estabilidade dos pilares da rede geodésica em estudo, dependem diretamente da qualidade das observações e do ajustamento, bem como da configuração da rede geodésica. / One of the main problems in dams structures monitoring by geodetic instruments is the confirmation of the stability of reference points in geodetic networks. The detection of displacements on the structures can bring results of wrong analysis just because the reference points assumed as stable points may be not. Considering the objective of this work which is to verify the stability of the pillars in ITAIPU Power Plant geodetic network by GPS, a methodology was proposed including the planning and field surveys of four campaigns in different epochs, followed by data processing and baseline adjustment. According to the results of data processing it was verified that the better strategy is process the carrier phase L1 because the baselines are short (up to 5km). Regarding the adjustment, it was confirmed the significance of observations blunders detection and quality control. The results of methodology application were the adjusted coordinates of each geodetic network pillar and the respective accuracy for each campaign. Those coordinates with its variance-covariance matrices were compared between the campaigns by means of global congruency test verifying if statistically significant differences would be found. The results demonstrated that the pillars stability of studied geodetic network is directly dependent of the observations and adjustment quality, and also of the geodetic network layout.

A proliferação de dispositivos móveis e de redes sem fio tem encorajado um crescente interesse em sistemas e serviços baseados na localização de dispositivos portáteis, especialmente em ambientes internos, como edifícios e residências. A localização de um dispositivo portátil é um parâmetro crítico em aplicações baseadas no contexto, as quais requerem grande precisão na estimativa de localização. Entretanto, projetar e desenvolver sistemas de localização em interiores, com crescente precisão na estimação e decrescente custo de instalação, é um problema desafiador. Uma abordagem bastante interessante para satisfazer os requisitos de baixo custo consiste em utilizar as infra-estruturas existentes de redes locais sem fio (WLAN) no padrão IEEE 802.11, que já estão instaladas em muitos ambientes. A maioria das abordagens para localização usando WLAN propostas na literatura é baseada em técnicas probabilísticas, que apresentam bom desempenho e estão cada vez mais populares. Estas técnicas usam um mapa com a informação da potência recebida do sinal (RSSI) juntamente com a freqüência de presença de sinal coletada de múltiplos pontos de acesso Wi-Fi, em diferentes localizações físicas no ambiente. Porém, a informação sobre freqüência de presença de sinal pode ser muito ruidosa devido à natureza imprevisível das falhas de transmissão, as quais podem ocorrer decorrentes de diversos fatores. Este trabalho propõe um novo sistema de localização Wi-Fi, o WBLS (Wireless Based Location System), que não considera a informação sobre freqüência de presença de sinal no processo de estimação, visando eliminar os ruídos a ela associados. O WBLS explora o fato da potência do sinal Wi-Fi variar com a localização e usa um HMM descrito em um grafo onde os nós representam as localizações e as arestas, as probabilidades de transição em função da topologia do ambiente e das velocidades esperadas de um pedestre portando um dispositivo móvel. Investiga-se em que situações a eliminação da informação sobre freqüência de presença de sinal devido a seus ruídos associados aumenta a exatidão da estimativa de localização, apesar do descarte da informação em si. Os experimentos realizados demonstram que a característica mais importante do WBLS é uma particular robustez ao lidar com desligamentos de pontos de acesso, os quais podem ocorrer sem nenhum aviso ou previsão em um ambiente onde pouco controle se tem sobre sua infra-estrutura. / The proliferation of mobile computing devices and wireless networks has fostered a growing interest in location-based systems and services for Portable Wireless Devices, specially in indoor environments. The location of a handheld device is a critical parameter in context-aware applications, which require high degree of accuracy of location estimation. However, designing and developing indoor location systems with increasing estimation accuracy and decreasing cost installation is a challenging problem. A very interesting approach to reach low-cost requirements consists in using the pre-existing IEEE 802.11 wireless local area network (WLAN) infrastructure that is already installed in many places. Most of the WLAN indoor location approaches proposed in the literature are based on probabilistic techniques which show good performance and are becoming increasingly popular. Such approaches use a map of received signal strength information and signal presence frequency collected from multiple Wi-Fi access points at different physical locations in the environment. However, the signal presence frequency information can be very noisy due to the unpredictable nature of transmissions failures, which can be caused by several factors. This work proposes a new probabilistic-based Wi-Fi location system, WBLS (Wireless Based Location System), which doesn\'t take the signal presence frequency information into account in the estimation process, in an attempt to eliminate its associated noise. WBLS exploits the fact that Wi-Fi signal strength vary with location, and uses an HMM on a graph of location nodes whose transition probabilities are a function of the building\'s floor plan and expected speeds of a pedestrian holding a portable device. We investigate if eliminating signal presence frequency information due to its associated noise increases the accuracy of the location estimation, despite the amount of information about the signal presence that is discarded. Experiments show that the most important feature of WBLS is a particular robustness while dealing with access points shutdowns that may happen without any warning in an environment where there is little control over the infrastructure.

A monitoração dinâmica de pontes rodoviárias através da determinação de deslocamentos espaciais é uma das atuais áreas de interesse da geodésia. A tecnologia de posicionamento por satélite é uma das ferramentas disponíveis para este fim e foi avaliada nesta pesquisa. Verifica-se que o GNSS pode contribuir para com o monitoramento dinâmico de estruturas e nos últimos anos se observam aplicações em grandes pontes estaiadas na Ásia, na Europa e na América do Norte. No presente estudo analisou-se a aplicação desta tecnologia em uma estrutura mais rígida, sob vinculo com uma rede de referência única e sob as condições apresentadas pela região brasileira. Foram realizados ensaios em um shaker, na Base de Calibração de Instrumentos Geodésicos da USP e na estrutura do Viaduto Ascendente 19 da rodovia dos Imigrantes, empregando-se a tecnologia GPS e análise modal. A partir de determinações no método relativo cinemático obtiveram-se os deslocamentos tridimensionais e a freqüências do primeiro modo de vibração da estrutura. A metodologia aplicada e os resultados obtidos demonstram a potencialidade do método também para estruturas mais rígidas e sob condições características da região brasileira, que diferem de outras partes do globo no que tange a tecnologia GPS. Ao final é sugerida uma Proposta Básica de Metodologia para a Monitoração de Estrutura com Carga Dinâmica pela Utilização de GNSS. / The dynamic monitoring of road bridges though spatial displacements is one of the geodetic areas of interests. The satellite positioning technologies are one of the disposed tools for this task and were evaluate by present research. One verifies that GNSS can contribute for the dynamic monitoring of structures, and has applied for this task in the last years to large cable stayed bridges on Asia, on Europe and on North America. On the present study, one analyses the use of this technology in a more rigid structure, tied to a unique reference network and under Brazilian region conditions. Were realized essays over a shaker on USP Geodetic Instrumental Calibration Base and over the Imigrantes Roadway Ascending Viaduct 19 employing the GPS technology and modal analysis. By determinations in the kinematics relative method ones obtain the tridimensional displacements and the frequency of first modal shape of the structure. The applied methodology and its obtained results demonstrate the potentiality of this method for more rigid structure too, and under Brazilian region characteristics. At the end is proponed a Methodological Basic Proposal for Dynamic Charged Structure Monitoring thru GNSS Employment.

Um dos propósitos deste trabalho foi apresentar a metodologia envolvida na estimação de parâmetros de transformação entre dois Sistemas Geodésicos, em função da implantação do Sistema de Informações Geográficas no Saneamento (SIGNOS) pela SABESP. Este estudo foi desenvolvido no Município de São Paulo, onde foram calculados parâmetros de transformação entre os Sistemas SAD-69 (South American Datum 1969) e Córrego Alegre. Os parâmetros obtidos neste estudo foram comparados com os parâmetros disponíveis atualmente. Outro estudo, deste trabalho, é a proposta para compatibilização do sistema altimétrico da SABESP. O sistema atual é formado por diversas redes altimétricas (IBGE, SABESP, EMPLASA e IGG) que são divergentes entre si. O objetivo final é verificar as diferenças regionais e estabelecer a unificação do sistema altimétrico da SABESP na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP). / One of the purposes of this work was introduce the methodology involved in the estimate of the transformation parameters between two Geodetic Systems, in function of the implantation of the Geographical Information System by SABESP. This work has been developed in São Paulo City, where transformation parameters were calculated between systems SAD-69 (South American Datum 1969) and Córrego Alegre. The estimated parameters at this work had been compared with the available parameters nowadays. Another study, of this work, is the proposal for compatibility of the altimetric system of SABESP. The current system is formed by diverse altimetric nets (IBGE, SABESP, EMPLASA and IGG) that are divergent between themselves. The final objective is to verify the regional differences and to establish the unification of the altimetric system in São Paulo Metropolitan Region (RMSP).

O objetivo central deste trabalho é o desenvolvimento de materiais didáticos direcionados às populações indígenas no estado do Acre, Brasil, envolvendo professores e agentes agroflorestais sob a coordenação da Comissão Pró-Índio - CPI/AC. A introdução de noções básicas de orientação e localização e o manuseio de instrumentos como a bússola e mais especificamente o GPS - Sistema de Posicionamento Global - são bases para o conseqüente domínio na cartografia. Através da combinação de fotografias aéreas, imagens de satélite com informações devidamente orientadas pela determinação dos pontos de controle favorecem a elaboração de mapas, e assim atingem a possibilidade de gerenciar e planejar o uso do solo com base georeferenciada. A geração de cartas geográficas referenciadas propiciam estudar e implementar, de maneira mensurável, o processo de definição das políticas de ocupação de suas terras, permitindo a discussão de problemas locais e a devida estruturação de ações que visam o planejamento territorial e ambiental. Aspectos relevantes como o manejo de recursos naturais, o cálculo de áreas, a avaliação da produção e inventário, a demarcação e monitoramento em áreas de fronteira sujeitas a invasões, áreas de refúgio de fauna, de culturas e locais sagrados assim como as trilhas utilizadas serão focalizados na composição de mapas de diagnóstico ambiental. Como resultante, elaborar e implementar a produção de textos bilíngües em co-autoria com professores e agentes agroflorestais indígenas, considerando a acessibilidade às tecnologias referentes à cartografia e sua importância no etnomapeamento. / The ethnomapping in the state of Acre looking for rescues cultural identities of peoples almost extinct and, therefore, situating in the national panorama. Productions literarys bilinguals has been development with the finality of perpetuation of memory accessible for other cultures and, to incentive the basic and professional education of indigenous people. The development of didactic material directly for indigenous populations of state of Acre, involve teachers and agroforestals agents on the coordenation of Comissão Pró-Índio - CPI/AC and the Laboratory of Teachings and Material Didactic - LEMADI - of departament of Geography of University of São Paulo. This work shows a introduction for basics notions of orientation, localization and a use of instruments as compass and more specifies GPS - Global Positioning System - base for the consistent domain in the cartography. Initiating of combination of aerophotography, images of satellite and associations with informations properly oriented through determination of points of control with the GPS, it is possible the elaboration of maps. The possibility of to manager and to plan the use of soil with base for the georeference reveal a strong instrumental for optimizes the use of the resources of boundary regions as the indigenous territories. Geographics maps with references to provide the study and to implement, of manner measurable, the process of definition of politics of occupation indigenous, allowing the discussion of locals problems and structures of actions that seeks the territorial and environmental planning. The handling of naturals resources, the calculations of surfaces, the avaliation of production and inventary, the demarcation and monitoration areas of frontiers subject invasions, areas of refuge of fauna and of cultures will be focalized in the composition of maps of diagnosis environmental. As a product resultant, elaboration and implementation the production of texts bilinguals with co-authorship with indigenous teachers and agroforestals agents of the activities of mapping, considering the accessibility in the technologies relatives in cartography and your importance in the ethnomapping. The reach of independence relative the activities of fiscalization and environmental management, in this proposal, viability a environmental diagnosis of yours self areas, to execute/perform potential exercises with agroforestals agents

A proliferação de dispositivos móveis e de redes sem fio tem encorajado um crescente interesse em sistemas e serviços baseados na localização de dispositivos portáteis, especialmente em ambientes internos, como edifícios e residências. A localização de um dispositivo portátil é um parâmetro crítico em aplicações baseadas no contexto, as quais requerem grande precisão na estimativa de localização. Entretanto, projetar e desenvolver sistemas de localização em interiores, com crescente precisão na estimação e decrescente custo de instalação, é um problema desafiador. Uma abordagem bastante interessante para satisfazer os requisitos de baixo custo consiste em utilizar as infra-estruturas existentes de redes locais sem fio (WLAN) no padrão IEEE 802.11, que já estão instaladas em muitos ambientes. A maioria das abordagens para localização usando WLAN propostas na literatura é baseada em técnicas probabilísticas, que apresentam bom desempenho e estão cada vez mais populares. Estas técnicas usam um mapa com a informação da potência recebida do sinal (RSSI) juntamente com a freqüência de presença de sinal coletada de múltiplos pontos de acesso Wi-Fi, em diferentes localizações físicas no ambiente. Porém, a informação sobre freqüência de presença de sinal pode ser muito ruidosa devido à natureza imprevisível das falhas de transmissão, as quais podem ocorrer decorrentes de diversos fatores. Este trabalho propõe um novo sistema de localização Wi-Fi, o WBLS (Wireless Based Location System), que não considera a informação sobre freqüência de presença de sinal no processo de estimação, visando eliminar os ruídos a ela associados. O WBLS explora o fato da potência do sinal Wi-Fi variar com a localização e usa um HMM descrito em um grafo onde os nós representam as localizações e as arestas, as probabilidades de transição em função da topologia do ambiente e das velocidades esperadas de um pedestre portando um dispositivo móvel. Investiga-se em que situações a eliminação da informação sobre freqüência de presença de sinal devido a seus ruídos associados aumenta a exatidão da estimativa de localização, apesar do descarte da informação em si. Os experimentos realizados demonstram que a característica mais importante do WBLS é uma particular robustez ao lidar com desligamentos de pontos de acesso, os quais podem ocorrer sem nenhum aviso ou previsão em um ambiente onde pouco controle se tem sobre sua infra-estrutura. / The proliferation of mobile computing devices and wireless networks has fostered a growing interest in location-based systems and services for Portable Wireless Devices, specially in indoor environments. The location of a handheld device is a critical parameter in context-aware applications, which require high degree of accuracy of location estimation. However, designing and developing indoor location systems with increasing estimation accuracy and decreasing cost installation is a challenging problem. A very interesting approach to reach low-cost requirements consists in using the pre-existing IEEE 802.11 wireless local area network (WLAN) infrastructure that is already installed in many places. Most of the WLAN indoor location approaches proposed in the literature are based on probabilistic techniques which show good performance and are becoming increasingly popular. Such approaches use a map of received signal strength information and signal presence frequency collected from multiple Wi-Fi access points at different physical locations in the environment. However, the signal presence frequency information can be very noisy due to the unpredictable nature of transmissions failures, which can be caused by several factors. This work proposes a new probabilistic-based Wi-Fi location system, WBLS (Wireless Based Location System), which doesn\'t take the signal presence frequency information into account in the estimation process, in an attempt to eliminate its associated noise. WBLS exploits the fact that Wi-Fi signal strength vary with location, and uses an HMM on a graph of location nodes whose transition probabilities are a function of the building\'s floor plan and expected speeds of a pedestrian holding a portable device. We investigate if eliminating signal presence frequency information due to its associated noise increases the accuracy of the location estimation, despite the amount of information about the signal presence that is discarded. Experiments show that the most important feature of WBLS is a particular robustness while dealing with access points shutdowns that may happen without any warning in an environment where there is little control over the infrastructure.