Orientador: Rodolpho Vilhena de Moraes / Banca: Maria Cecília França de Paula Zanardi / Banca: Helio Koiti Kuga / Resumo: Os satélites artificiais são utilizados em várias atividades científicas como em geodinâmica, telecomunicações, estudo do clima, experiências com microgravidade, dentre outras. Para alcançar a precisão necessária para certas missões, as órbitas devem ser determinadas com bastante precisão levando em consideração várias forças que atuam nos satélites. O efeito de maré é uma das perturbações que afetam a órbita de um satélite artificial, pois tanto o Sol como a Lua deformam o planeta, alterando assim a distribuição de massa e o potencial utilizado para estudar a variação nos elementos orbitais do satélite. Neste trabalho estuda-se a influência da maré terrestre e oceânica da Terra sobre satélites artificiais que a orbitam. Foi desenvolvida a função perturbadora para a maré terrestre, com base tanto no modelo de Kozai como no de Kaula e para a maré oceânica é adotado o modelo de Harwood e Swinerd. Os desenvolvimentos das funções perturbadoras são feitos em termos do polinômio de Legendre, aproveitando a parte secular e de longo período para estudar a variação dos elementos orbitais do satélite. Resultados das soluções seculares indicam a maior contribuição da Lua, em comparação à contribuição do Sol. Também, as perturbações devido a maré terrestre são mais proeminentes do que a maré oceânica para ambos os satélites de baixa e de alta altitude. Considerando as soluções de longo período para o satélite de baixa altitude, os resultados mostram que, para o argumento do perigeu e para a excentricidade , o período de oscilação é maior para a maré oceânica comparado a maré terrestre. Considerando os diferentes modelos para as marés, também para o satélite de baixa altitude, é mostrado que a maior variação de amplitude é para o argumento do perigeu. Perturbações devido a ressonâncias são também analisadas para os elementos orbitais métricos. / Abstract: Artificial Earth's satellites are used in several scientific activities such as geodynamics, telecommunications, climate forecast, microgravity experiments, among others. In order to attain the precision needed for some missions the orbits must be determined with high accuracy taking into account several forces acting on the satellites. The tide effect is one of the disturbances that affect the orbit of an artificial satellite. In fact, both the Sun and the Moon deforms the planet and thus modifies its mass distribution and the used potential to study the variation in the orbital elements of the satellite. In this work it is studied the influence of the terrestrial and oceanic tides on artificial Earth's satellites orbits. The disturbing functions for the terrestrial tide was developed based on the Kozai and Kaula models and for the oceanic tide was used Harwood and Swinerd model. The developments of the disturbing functions are performed in terms of the Legendre polynomials, using the secular and long period terms to study the variation of the orbital elements of the satellite. Results for the secular solution show the bigger contribution of the Moon, compared to the contribution of the Sun. Also, the perturbations due to the terrestrial tide are more noticeable than of the oceanic tide for both low and higher altitude satellites. Considering the long period solution for low altitude satellite, the results show that, for the argument of perigee and the eccentricity, the period of oscillation is bigger for the oceanic tide compared to the terrestrial tide. Considering different models for the tides, also for low altitude satellite, it is shown that the greatest amplitude's variation is for argument of perigee. Perturbations due to resonance are also analyzed for the metric orbital elements. / Mestre

Resumo: Uma abordagem analítica para o movimento rotacional de satélites artificiais estabilizados por rotação é apresentada, considerando os satélites em órbita elíptica e a influência do torque magnético residual. O torque magnético residual resulta da interação entre o campo magnético residual do satélite e o campo geomagnético, sendo este representado pelo modelo de quadripolo. As equações do movimento são descritas em termos do módulo da velocidade de rotação do satélite, da declinação e da ascensão reta do eixo de rotação do satélite. As componentes médias do torque residual em um sistema fixo no satélite são determinadas para um período orbital. Uma solução analítica para as equações do movimento é determinada, sendo válida para um período orbital. Por esta solução observa-se que o torque residual não afeta o módulo da velocidade de rotação, contribuindo apenas para as variações temporais da ascensão reta e declinação do eixo de rotação, associadas com a precessão e deriva do eixo de rotação do satélite. Aplicações são realizadas para os Satélites de Coleta de Dados Brasileiros SCD1 e SCD2, mostrando uma concordância entre os resultados obtidos pela teoria e os dados fornecidos pelo Centro de Controle de Satélites do INPE. O comportamento do erro gerado na direção do eixo de rotação do satélite é também apresentado, sendo que os desvios obtidos se mostram de acordo com as precisões requeridas para as missões destes satélites. / Abstract: An analytical approach is show for attitude motion of the spin stabilized artificial satellite in an elliptic orbit. Residual magnetic torque is considered and the geomagnetic torque is defined by the quadripole model. The equations of motion are described by the magnitude of the spin velocity, right ascension and declination of the spin axis. The components of the averaged residual torque are computed for one orbital period in a satellite reference system. An analytical solution is presented and it is valid for one orbit period. By this solution it is possible to observe that the residual torque causes the precession and the drift of the spin axis, but it does not affect the magnitude of spin velocity. Some applications are done for Brazilian Satellite SCD1 and SCD2, and they show the agreement of the theory results and the data provide by INPE Satellite Control Center. The behavior of the error in the spin axis direction is also presented and this error agrees with the required precision of these satellite missions. / Orientador: Maria Cecília F. de Paula Santos Zanardi / Coorientador: Hélio Koiti Kuga / Banca: Rodolpho Vilhena de Moraes / Banca: Valcir Orlando / Mestre

Resumo: Um abordagem analítica para a propagação de atitude de satélites estabilizados por rotação em órbita circular é apresentada, incluindo o torque magnético residual (torque devido ao momento magnético ao longo do eixo de rotação do satélite). O modelo de quadripolo é utilizado para descrever o campo geomagnético. O método da média é aplicado para determinar o torque ao longo de um período orbital. Observa-se que Torque Magnético Residual Médio não possui componente ao longo do eixo de rotação, de modo que não afeta o módulo da velocidade de rotação do satélite. Para um período orbital uma solução analítica é apresentada. Esta solução mostra que o torque residual contribui para a deriva e precessão do eixo de rotação. Simulações são realizadas com os dados dos Satélites de Coleta de Dados Brasileiros (SCD1 e SCD2). / Abstract: An analytical approach for the attitude motion of spin stabilized artificial satellite in circular orbit is presented, including residual torque. The quadripolo model is used to described the geomagnetic field. The averaged residual torque is computed for one orbital period. It is observed that the residual magnetic torque does not have a component along the spin axis. The inclusion of this torque on the rotational motion differential equations of spin stabilized spacecraft's yields the conditions to derive an analytical solution. The solution shows that residual torque does not affect the spin velocity magnitude, contributing only for the precession and the drift of the spin axis of the spacecraft. Applications are shown for the spin stabilized Brazilian satellites SCD1 and SCD2. / Orientador: Maria Cecília F. P. Zanardi / Coorientador: Hélio K. Kuga / Banca: Rodolpho Vilhena de Moraes / Banca: Valcir Orlando / Mestre

Resumo: A citricultura é importante para a economia brasileira devido aos recordes de exportações e pela geração de empregos direto e indireto. O sensoriamento remoto é a fonte primária de informações sobre a cobertura do solo em decorrência dos avanços tecnológicos nos sistemas sensores. A incorporação de procedimentos geoestatísticos em estudos ambientais baseado em técnicas de Krigagem tem sido utilizada por profissionais da área de sensoriamento remoto. O objetivo deste trabalho foi comparar a precisão de métodos de classificação de imagens orbitais na determinação de áreas cultivadas com citros, na Mesoregião de Bauru e Araraquara, através de métodos de sensoriamento remoto e geoestatísticos, para a discriminação e quantificação da área plantada. A área de estudo utilizada nesta pesquisa esta localizada na região central do Estado de São Paulo, com uma área de 56.146,78 ha. Foi utilizado o SIG-SPRING para o processamento dos dados. Foram utilizadas as bandas 2, 3 e 4 da imagem digital proveniente do satélite CBERS 2B, câmera CCD (Câmera Imageadora de Alta Resolução) que fornece imagens com uma resolução espacial de 20 metros. A imagem foi de 16/04/2009, nas órbitas/ponto 157/124 e 157/125. No processo de classificação das imagens foram estudados três métodos de classificação, sendo o CLUSTER não-supervisionado, o MAXVER (Máxima Verossimilhança) e a KI (Krigagem Indicativa) supervisionados, além da classificação em tela tida como verdade terrestre. As fidedignidades das classificações foram avaliadas pelo índice Kappa. Pelos resultados obtidos nas classificações de imagem para a discriminação e quantificação de áreas cultivadas com citros pode-se concluir: os classificadores obtiveram melhor qualidade de classificação para as áreas maiores com CITROS;a Krigagem Indicativa unificou as áreas pequenas de CITROS em uma única área... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The citrus industry is important for the Brazilian economy due to record exports and generating direct and indirect jobs. Remote sensing is the primary source of information on land cover as a result of technological advances in sensor systems. The incorporation of geostatistics procedures in environmental studies based on Kriging techniques has been used by professionals in areas of remote sensing. The aim of this study was to compare the accuracy of classification methods in the determination of satellite images of areas cultivated with citrus, Mesoregião in Araraquara, Bauru, and, through methods of remote sensing and geostatistics to discrimination and quantification of the area planted. The study area used in this research is located in the central region of São Paulo, with an area of 56,146.78 ha. It was used the GIS-SPRING for data processing. We used bands 2, 3 and 4 of the digital image from the satellite CBERS 2B, CCD camera (Camera high resolution image) that provides images with a spatial resolution of 20 meters. The image dated of 04/16/2009, the path/row 157/124 and 157/125. In the process of image classification were studied three methods of classification, and unsupervised clustering, the MLC (Maximum Likelihood) and KI (kriging) supervised classification beyond the screen taken as ground truth. The validation of classifications were evaluated by Kappa index. The results obtained of image classification onto discrimination and quantification of citrus areas were: the classifiers had improved quality of classification for wide citrus areas, the Indicative Kriging unified the small citrus areas in a single area, the Indicative Kriging was the classifier that less classified riparian vegetation area such as citrus, the others changed riparian vegetation by citrus. The validation showed that Indicative Kriging was the classifier which had the lower quality rating than... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Célia Regina Lopes Zimback / Coorientador: Paulo Milton Barbosa Landim / Banca: Julião Soares de Souza Lima / Banca: Sergio Lazaro de Lima / Mestre

Resumo: Neste trabalho, apresentamos uma teoria analítica com simulações numéricas para estudar o movimento orbital de satélites artificiais em torno de satélites planetários. Consideramos o problema de um satélite artificial perturbado pela distribuição não uniforme de massa do corpo principal e por um terceiro corpo (assume-se em uma órbita circular ou elíptica). Polinômios de Legendre são expandidos em potências da excentricidade até o quarto grau e são usados para o potencial perturbador devido ao terceiro corpo. As condições para obter órbitas congeladas são apresentadas. O modelo analítico de média, simples e dupla, é considerado para analisar o movimento orbital dos satélites artificiais. Uma comparação entre os modelos de média, simples e dupla, é apresentada. O método de perturbação de Lie-Hori, até a segunda ordem, é aplicado para eliminar os termos de curto período do potencial perturbador. Termos de acoplamento são analisados. É dada ênfase para o caso de órbitas congeladas, inclinação crítica e ressonâncias. Mostramos uma nova equação aproximada para calcular o semi-eixo maior crítico para a órbita do satélite. Uma abordagem para estudar o comportamento da longitude do nodo ascendente de uma órbita lunar quase polar, hélio-síncrona é apresentada. As simulações numéricas para satélites artificiais hipotéticos são feitas considerando as perturbações acopladas ou isoladas. / Abstract: In this work, we present an analytical theory with numerical simulations to study the orbital motion of artificial satellites around planetary satellites. We consider the problem of an artificial satellite perturbed by the non-uniform distribution of mass of the main body and by a third-body (assumed to be in a circular or elliptical orbit). Legendre polynomials are expanded in powers of the eccentricity up to the degree four and are used for the disturbing potential due to the third-body. The conditions to get frozen orbits are presented. The average analytical model, simple and double, is considered to perform an analysis of the orbital motion of the artificial satellites. A comparison between the averaged models, simple and double, is presented. Lie- Hori perturbation method up to the second-order is applied to eliminate the terms of shortperiod of the disturbing potential. Coupling terms are analyzed. Emphasis is given to the case of frozen orbits, critical inclination and resonances. We show a new approximated equation to compute the critical semi-major axis for the orbit of the satellite. An approach to studying the behavior of the longitude of the ascending node for a near Sun-synchronous polar lunar orbit is presented. Numerical simulations for hypothetical artificial satellites are performed considering the perturbations combined or isolated. / Orientador: Rodolpho Vilhena de Moraes / Coorientador: Antonio Fernando Bertachini de Almeida Prado / Banca: Othon Cabo Winter / Banca: Decio Cardozo Mourão / Banca: Sandro da Silva Fernandes / Banca: Elbert Einstein Nehrer Macau / Doutor

Orientador: Odivaldo José Seraphim / Banca: Zacarias Xavier de Barros / Banca: Renato Farias do Valle Junior / Resumo: Este trabalho teve como objetivo reconhecer as mudanças temporais significativas no uso do solo entre os anos de 1984 e 2008 no município de Barra Bonita/SP e analisar os conflitos de uso da terra em áreas de preservação permanente tendo como referência legal o Código florestal e a Resolução n. 303, do CONAMA. Utilizou-se o sistema de informações geográficas - SIG Idrisi Andes 5.0 onde foram processadas as imagens do satélite LANDSAT TM5. A área de estudo possui declividade menor que 20%. A rede de drenagem do município reduziu 9,8 km³ na comparação da carta do IBGE de 1974 com escala de 1:50000 e a imagem LANDSAT 5 do ano de 2008. Através da classificação supervisonada Maxver obteve-se os mapas de uso do solo que revelaram que em 1984 a área ocupada pela cultura da cana-de-açúcar era de aproximadamente 10.500 ha (70%) e em 2008, 10.900 ha. Na analise dos conflitos de uso do solo em áreas de preservação permanente evidenciou-se que nos 24 anos a cana-de-açúcar aumentou 3,6% sobre a APP. A ocupação adequada foi representada pela mata que ocupava por 279,25 ha (31,5% do total) no ano de 1984. No ano de 2008 verifica-se que a cultura da cana-de-açúcar representava o maior conflito na APP ocupando 357,9 ha da área e 11,4% corresponde ao solo em preparo. Neste ano, 59,5% do total da APP encontra-se em desacordo com a legislação ambiental. / Abstract : This study aimed to recognize the significant temporal changes in land use between 1984 and 2008 in the Barra Bonita / SP and analyze the conflicts of land use in areas of permanent preservation with reference to the legal code forestry and Resolution N. 303 of CONAMA. We used geographic information system - GIS Idrisi Andes 5.0 where the images were processed LANDSAT TM5. The study area has slopes less than 20%. The drainable area in the city decreased 9.8 kilometers ³ comparison of the letter from the IBGE 1974 with scale 1:50000 and LANDSAT 5 in the year 2008. By Maxver supervised classification was obtained maps of land use which showed that in 1984 the area occupied by the culture of cane sugar was about 10,500 ha (70%) and in 2008, 10,900 ha. In the analysis of conflicts of land use in areas of permanent preservation showed that in 24 years the cane sugar increased 3.6% on the APP. The occupation was represented by adequate forest that occupied by 279.25 ha (31.5% of total) in 1984. In the year 2008 it appears that the cultivation of cane sugar was the biggest conflict in APP occupying 357.9 ha in area and 11.4% corresponds to the ground in preparation. This year, 59.5% of total APP is at odds with environmental legislation. / Mestre

Resumo: Dada a significativa importância da atividade citrícola no Estado de São Paulo, verifica-se a necessidade de um constante monitoramento destas áreas, contribuindo para a tomada de decisões rápidas e abrangentes, visando à manutenção desta exploração. Mesmo com sua extraordinária capacidade de analisar e interpretar dados de sensoriamento remoto, o ser humano tende à subjetividade ao registrar as informações observadas nas imagens. Muitas vezes, o conhecimento do analista sobre a área de estudo é limitado, o que faz do processo de classificação uma tarefa que demanda maior esforço e tempo para identificação dos objetos representados na superfície. A classificação de imagens é o processo de extração de informação para reconhecer padrões e objetos homogêneos e são utilizados em sensoriamento remoto para mapear áreas da superfície terrestre que correspondem aos temas de interesse. O trabalho teve por objetivo a comparação da eficiência de métodos de classificação de imagens orbitais em áreas cultivadas com citros, utilizando técnicas de geoprocessamento visando o planejamento e o gerenciamento localizado das áreas de produção de citros. A área de estudo utilizada corresponde a Fazenda Água Branca, município de Bariri/ SP. O SIG - Idrisi 15.0, foi utilizado no processamento das imagens do satélite LANDSAT-5 TM, órbita/ponto: 221/75, passagens de 16/06/2003 e 26/05/2007. Do trabalho realizado constatou-se que os resultados na avaliação de acurácia da classificação foram satisfatórios, sendo que a classificação do algoritmo CLUSTER apresentou qualidade excelente (0,9276) e muito boa (0,6485); o algoritmo MAXVER apresentou classificações excelentes, com Kappa de 0,8338 e 0,8818; e o índice gerado pelo método de classificação relativa... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The significative activity of the citrus crop in São Paulo State requires a constant monitoring of these areas, contributing to make the quick and comprehensive decisions, aiming to maintain this operation. Even with the extraordinary ability to analyze and interpret data from remote sensing, human beings tend to subjectivity to register the information in the observed images. Often, knowledge of the analyst about the study area is limited, which makes the process of classifying a task that demands more time and effort to identify the objects represented on the surface. The images classification is the process of extraction of information to recognize patterns and homogeneous objects and it is used in remote sensing to map areas of the surface that correspond to themes of interest. This study aimed to compare the efficiency of methods of classification of orbital images in areas cultivated with citrus, using GIS techniques to the planning and management located in the areas of citrus production. The study area is located in Água Branca Farm, city of Bariri/SP. The GIS - Idrisi 15.0 was used in the image processing. It noted that the evaluation results of the classification accuracy were satisfactory, which the classifications of the CLUSTER algorithm had excellent quality (0.9276) and very good (0.6485), the MAXVER algorithm had excellent ratings, with kappa of 0.8338 and 0.8818, and the index obtained by the method of Fuzzy classification submitted a rating between very good (0.7260) and good (0.5235) for 2003 and 2007, respectively. The methods used for the discrimination of areas cultivated with citrus showed different efficiencies in the classification of images. In general, the classifications for the 2003 images showed the best performance when compared... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Sérgio Campos / Coorientador: Célia Regina Lopes Zimback / Coorientador: Zacarias Xavier de Barros / Banca: Sergio Lazaro de Lima / Banca: Osmar Delmanto Júnior / Mestre

Orientador: João Frnacisco Galera Monico / Banca: Paulo de Oliveira Camargo / Banca: Leonardo Castro de Oliveira / Nesta dissertação investiga-se o Posicionamento por Ponto Preciso (PPP), nos modos estático e cinemático, utilizando o Filtro de Kalman Estendido. Foram corrigidos os erros devido aos efeitos da refração troposférica, relatividade, movimento de rotação da Terra, variações das marés terrestres, correção do centro de fase da antena do satélite e fase Wind- up. Os efeitos devido à ionosfera foram minimizados através da combinação linear Ion-Free. A perda de ciclo foi detectada através da combinação linear widelane, envolvendo as duas observáveis: fase da onda portadora e pseudodistância. Quando a perda de ciclo é detectada, uma nova ambigüidade é inicializada no lugar da antiga. As implementações foram realizadas no software FILTER_FCT, em desenvolvimento na FCT/UNESP, o qual processava apenas a pseudodistância. Visando mostrar a acurácia que pode ser obtida com o PPP, foram realizados três experimentos: PPP no modo estático, PPP estático simulando o modo cinemático e PPP cinemático. No primeiro e no segundo experimentos foram utilizados dados das estações GPS: PPTE, VICO, RIOD e FORT, pertencentes à Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo (RBMC), e da estação FRDN, localizada em Fredericton, no Canadá. No terceiro experimento foram utilizados dados do receptor GPS a bordo do satélite CHAMP. No PPP estático, utilizou-se como estratégia de processamento a modificação da variância das coordenadas e do relógio do receptor na matriz de variância-covariância do Filtro de Kalman Estendido. Verificou-se uma discrepância em relação às coordenadas consideradas verdadeiras na ordem de decímetros, com exceção das estações VICO e RIOD, que foram da ordem de centímetros. / In this dissertation the Precise Point Positioning (PPP), in static and kinematic modes, using Extended Kalman Filter is investigated. The errors due to troposphere refraction, relativity, movement of Earth's rotation, tide loading, satellite antenna phase center offset and phase wind-up were corrected. The effects due to ionosphere were minimized through the Ionospheric-Free linear combination. The widelane combination, involving phase and pseduorange, was used to detect cycle slips. When a cycle slip is detected, a new ambiguity is initialized in the place of the old one. The implementations were accomplished in the FILTER_FCT software. To show the accuracy in the PPP, three experiments were accomplished: PPP in the static mode, PPP in the static mode simulating the kinematic mode and PPP in kinematic mode. In the first and second experiments, data from PPTE, VICO, RIOD and FORT stations belonging to Brazilian Network for Continuous Monitoring (RBMC), and FRDN station located in Fredericton, Canada, were used. In the third experiment data from a GPS receiver on board of the CHAMP satellite were used. In static PPP, the modification of the coordinates variance and the receiver clock was used as processing strategy. The discrepanc ies obtained in the static positioning were on the order of decimeters, except for VICO and RIOD stations where they were on the order of centimeters. When the clock receiver variance was increased from (3.300)ø mø to (10.000)ø mø , the values of the discrepancies also increased, on the order of centimeters. Then, there is influence of the receiver clock variance in the estimated coordinates. The residual part of the tropospheric effects was estimated with the introduction of a scale factor in the processing. / Mestre