Resumo: O Global Navigation Satellite System (GNSS), que congrega os vários sistemas de posicionamento por satélite existentes, tem como principal objetivo viabilizar o posicionamento de baixa, média e alta precisão. Dentre os sistemas de posicionamento que integram o GNSS, o Global Positioning System (GPS) tem grande destaque. Mas as observáveis GPS, tal como todas as outras observáveis envolvidas nos processos de medidas, estão sujeitas a erros aleatórios, sistemáticos e grosseiros. Os erros aleatórios são inevitáveis, sendo, portanto, considerados uma propriedade inerente das observações. Erros grosseiros (outliers) devem ser eliminados através do processo de controle de qualidade. Erros sistemáticos podem ser parametrizados ou eliminados por técnicas apropriadas de observação. Eles degradam a acurácia do posicionamento realizado com o GPS. Esses erros incluem erros da órbita dos satélites GPS, multicaminho, erros de refração atmosférica, dentre outros. Dessa forma, alguns trabalhos recentes têm utilizado o modelo semiparamétrico e o método dos mínimos quadrados com penalidades (MMQ com penalidades) para atenuar os efeitos desses erros residuais, utilizando dados de receptores de monofrequência. No modelo semiparamétrico as variáveis estimadas são divididas em uma parte paramétrica (coordenadas da estação e ambigüidades), que é de interesse do usuário, e uma parte não-paramétrica (funções de erros que variam suavemente com o tempo). Assim, devido ao número de incógnitas ser maior que o usual, é utilizado o MMQ com penalidades. Essa técnica utiliza uma spline cúbica natural, cuja suavidade é determinada pelo parâmetro suavizador, calculado pela validação cruzada generalizada. Nesse método, os erros são modelados como funções que variam suavemente com o tempo...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The Global Navigation Satellite System (GNSS), that encompasses several satellite positioning systems, has as main goal to make available the low, medium and high precision positioning. Among the positioning systems that integrate GNSS, the Global Positioning System (GPS) has a great importance. But the GPS observables, like all other observables involved in a measurement process, are subject to random, systematic and outliers errors. The random errors are inevitable, being, therefore, considered an inherent property of the observations. Outliers should be eliminated through the quality control process. Systematic errors can be modeled or eliminated by appropriate observation techniques. The systematic errors degrade the accuracy of the positioning accomplished by GPS. These errors are those related to GPS satellites orbits, multipath, atmospheric refraction among others. Thus, some authors have been using the semiparametric model and the penalised least squares technique to mitigate these residual errors, using single frequency receiver data. In a semiparametric model the estimated variables are divided into a parametric part (station coordinates and ambiguities), which is of interest to the users, and a nonparametric one (composed by error functions that vary smoothly with time). However, due to the unknowns number being larger than the usual, the penalised least squares is used. This technique uses a natural cubic spline, whose smoothness is determined by a smoothing parameter, computed by using the generalized cross validation. In this method, the errors are modeled as functions which vary smoothly in time. And more, the systematic errors functions, ambiguities and station coordinates are estimated simultaneously. As a result, the ambiguities and the station coordinates are estimated with better reliability and accuracy than the conventional least square method...(Complete abstract click electronic access below) / Orientador: João Francisco Galera Monico / Coorientador: Messias Meneguette Júnior / Mestre

Orientador: Paulo de Oliveira Camargo / Banca: João Francisco Galera Monico / Banca: Valdir Gil Pillat / Resumo: O uso das tecnologias GNSS (Global Navigation Satellite System), principalmente do GBAS (Ground-Based Augumentation System) e SBAS (Satellite-Based Augmentation System), permite melhorar as exigências de desempenho operacionais de navegação aérea. Essas tecnologias são associadas a funções de guiagem e vigilância, uma vez que melhores níveis de segurança, eficiência e capacidade no sistema de transporte aéreo nos aeroportos podem ser alcançados. Com o crescimento da demanda do tráfego aéreo e devido ao GBAS ser considerado uma tecnologia relativamente barata, compacta e autônoma, a organização da Aviação Civil Internacional (ICAO) propôs a substituição do ILS (Instrument Landing System - Sistema de instrumentos para aproximação e pouso) pelo uso do GBAS. Entretanto, apesar do melhor desempenho do GBAS, as bolhas de plasma, causadas pelas irregularidades na densidade de elétrons presente na ionosfera, degradam a integridade do mesmo. Assim, determinar a velocidade de deriva com que as bolhas de plasma se deslocam é de fundamental importância para aviação civil, uma vez que este constitui parâmetro significativo para avaliar o desempenho do GBAS. Ademais, a pesquisa proposta visa obter uma melhor compreensão da dinâmica e morfologia das bolhas de plasma de forma que auxilie o entendimento do comportamento da ionosfera brasileira, que se encontra na região equatorial, que é fortemente afetada, e contribuir para sua mitigação. Para isto, foi desenvolvida uma metodologia para dete... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The GNSS (Global Navigation Satellite System) technologies use mainly GBAS (Ground-Based Augmentation System) and SBAS (Satellite-Based Augmentation System), allows to improve air navigation operational performance requirements. These technologies are associated with guiding and vigilance functions, once that airports air transport system can achieve better levels of safety, efficiency and capacity. Considering the air traffics demand increasing and due to GNSS be considered a relatively inexpensive, compact and stand-alone technology, International Civil Aviation Organization (ICAO) has proposed the replacement of Instrument Landing System (ILS) by GBAS. However, despite GBAS better performance, plasma bubbles, caused by irregularities in the ionosphere electron density, can degrade its integrity. Thus, plasma bubbles drift velocity determination is of fundamental importance for civil aviation, once it is a significant parameter to evaluate GBAS performance. In addition, proposed research aims to obtain a better understanding of plasma bubbles dynamics and morphology, helping to understanding of the Brazilian ionosphere behavior, located in the equatorial region, strongly affected, and furthermore contribute to mitigation ...(Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Daniele Barroca Marra Alves / Banca: Paulo de Oliveira Camargo / Banca: Claudia Pereira Krueger / Resumo: Os GNSS (Global Navigation Satellite Systems) têm sido cada vez mais empregado em atividades que necessitam de estimativas de posição. Além do difundido sistema norte-americano GPS (Global Positioning System), orbitam a Terra satélites de outros três sistemas similares: o GLONASS, desenvolvido pela antiga União Soviética e que se encontra com constelação completa, o europeu Galileo e o chinês BDS, os dois últimos em fase de implantação e com previsão de dispor de constelação completa em 2020. Nas mensagens de navegação, os sistemas GPS e Galileo enviam também parâmetros para correção do atraso ionosférico a nível global, os quais são utilizados nos modelos de Klobuchar e NeQuick G, respectivamente. A tendência é que esses quatro sistemas funcionem em conjunto a nível de usuário, melhorando a disponibilidade e acuracidade do posicionamento. Na presente pesquisa avaliou-se a acurácia do Posicionamento por Ponto com uso de pseudodistância e efemérides precisas considerando os sistemas e frequências de forma separada, bem como o seu uso integrado no posicionamento denominado multi-GNSS. Além disso, o desempenho dos modelos de Klobuchar e NeQuick G na região brasileira e a nível global foram analisados. Três experimentos foram realizados; no primeiro deles, verificou-se que o posicionamento multi-GNSS em relação ao posicionamento GPS pode apresentar uma melhoria de aproximadamente 11% em ambientes desobstruídos e de até 60% em ambientes com alto grau de obstrução. Verificou-se que... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: GNSS (Global Navigation Satellite Systems) have been increasingly employed in activities that require position estimates. In addition to the widespread North American GPS (Global Positioning System), satellites from three similar systems are currently orbiting the Earth: GLONASS, developed by the former Soviet Union, which has now a full constellation, and the European Galileo and Chinese BDS, both under implementation phase and with plans to reach full constellation by 2020. Through their navigation messages, GPS and Galileo send parameters for ionospheric delay correction at global level, which are used in the Klobuchar and NeQuick G models, respectively. The tendency is for these four systems to work together at the user level, improving the positioning availability and accuracy. In this research we aimed to evaluate the accuracy of the Point Positioning (with pseudoranges and precise ephemeris) using the different systems and frequencies separately, as well as their integration in the so-called multi-GNSS positioning. In addition, the performance of the Klobuchar and NeQuick G models in the Brazilian region and worldwide was analyzed. Three experiments were performed; in the first one, it was verified that the multi-GNSS positioning in relation to GPS positioning can show an improvement of approximately 11% in unobstructed environments and up to 60% in environments with a high degree of obstruction. It was verified that the improvement rate is directly linked to the multi... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Elevadas produtividades na produção de grãos têm sido obtidas principalmente com a utilização de grandes quantidades de insumos químicos. Os principais problemas da utilização de super dosagens destes produtos estão relacionados à poluição ambiental e ao aumento dos custos de produção agrícola. Na busca pela melhoria da eficiência do processo produtivo agrícola, do aumento da produtividade, redução dos custos de produção e principalmente na minimização do impacto ambiental, novas tecnologias estão surgindo. O maior e mais importante exemplo refere-se à agricultura de precisão, a qual tem sido considerada por vários autores como a mais promissora ferramenta disponível aos agricultores. A agricultura de precisão está fortemente baseada no conhecimento e gerenciamento da variabilidade espacial dos fatores de produção, sendo que o mapeamento da produtividade das culturas é considerado crucial e indispensável. Esse trabalho relata o desenvolvimento, construção e utilização de um sistema automático de pesagem de grãos utilizado para o mapeamento da produtividade, constituído de um sub-tanque graneleiro apoiado sobre quatro células de carga, montado no interior do tanque graneleiro de uma colhedora combinada, sem que nenhuma alteração estrutural tenha sido realizada. Um sistema de posicionamento global móvel foi utilizado na colhedora para o posicionamento geo-referenciado desta, sendo a correção diferencial realizada em pós processamento. Os sistemas utilizados permitiram a realização do mapeamento da produtividade de uma área de aproximadamente 7ha, subdividida em células de 10,8 metros de comprimento por 3,6 metros de largura. A produtividade média da área foi de 3,76t/ha, sendo que 9,75% da área apresentou produtividade inferior a 2,41t/ha e somente 0,54% da área apresentou produtividade superior a 5,94t/ha. A principal vantagem da utilização do sistema automático de pesagem desenvolvido neste trabalho refere-se à possibilidade da obtenção direta do peso do material colhido, sem que haja necessidade da utilização de sensores para a determinação da umidade do material colhido. Outra vantagem refere-se a facilidade e simplicidade de calibração do sistema, a qual independe do tipo de grão, das características físicas e da umidade destes. O mesmo princípio de medição da produtividade poderá ser adaptado para o mapeamento da produtividade de outras culturas cujas características não permitam a utilização de sensores de fluxo de massa. / High yield on crop production systems has been obtained mainly by of high chemical inputs. The major problems of this high amount of these inputs are related with environmental pollution and production costs improvement. New technologies to maximize the efficiency of inputs utilization has been created to improve yield crop, reduce production costs and environmental impact. The most important example of this new technologies is precision farming, which has been considered one of the most important tool available to farmers. The precision farming technology is strongly based on knowledge and management of production factors spacial variability, and the crop yield mapping is considered crucial to precision farming. This work describes the development, construction and use of an automatic weighing grain system used to yield mapping, which is composed by a sub-tank supported by four load cells and fixed into a combine grain tank, without any structural modifications. A global positioning systems was used to determine the geographical position of the combine, and the differential correction was done by post-processing. The yield mapping was obtained for a 7 ha area divided into cells with 10,8 meters of length and 3,6 meters of width. The average yield was 3,76 tons/ha, but 9,75% of the area presented yield lower than 2,41 tons/ha and only 0,54% of the total area showed a yield greater than 5,94%. The main advantage of the automatic system developed is the possibility of direct measurement of the grain weight without flow sensors or moisture sensor. Another advantage of the system is that just one calibration must be executed and it isn't influenced by the grain type, physical characteristics and grain moisture. The same principle can be used to mapping the yield of other types of crops when the flow sensors can't be used.

São inúmeras as atividades que fazem uso do sistema Global Navigation Satellite System - GNSS, sendo o Global Positioning System - GPS, desenvolvido pelos Estados Unidos, o mais utilizado. Na área de agricultura de precisão há a necessidade de posicionamento estático e cinemático com demandas de distintos níveis de acurácia e precisão para diferentes aplicações. A deficiência de informações técnicas dos fabricantes causa incertezas nos usuários, quanto à classe de receptor a ser utilizado para determinadas atividades agrícolas. Por esses motivos os objetivos deste trabalho foram: avaliar o uso de correções diferenciais através de ensaio estático, testar o uso do receptor GPS RTK como referência para avaliar o desempenho de receptores de baixo custo em condição cinemática e desenvolver uma plataforma instrumentada para avaliar os receptores de GPS sob condição cinemática representativa para operações agrícolas. No primeiro caso foram realizados ensaios com oito receptores, sobre uma torre livre de impedimentos físicos, na qual foi montada uma plataforma em formato de cruz e nos receptores foram ativadas e desativadas as correções diferenciais WAAS, EGNOS, SF1 e SF2 e também testadas as várias intensidades de filtragem disponíveis em alguns dos receptores. No ensaio cinemático utilizando um receptor GPS RTK como referência foram utilizados dois receptores de navegação, fixados sobre a cabine de um trator e foram coletados dados com diferentes freqüências. Para ensaios cinemáticos foi construída uma plataforma móvel instrumentada com um detector óptico de pulsos (encoder), um sensor foto elétrico e dois coletores de dados responsáveis por realizar o sincronismo entre os pulsos do encoder e as atualizações da sentença do GPS e armazenamento dos dados. Assim foi possível determinar as coordenadas de referência para o cálculo dos erros de precisão e acurácia do receptor GPS submetido à avaliação. Na avaliação dos receptores em ensaio estático os resultados mostraram que as correções WAAS e EGNOS não adicionam qualidade ao posicionamento na região de Piracicaba, SP. Com a ativação dessas correções os erros de precisão e de acurácia aumentaram. As correções diferencias SF1 e SF2 via satélite demonstraram ser mais acuradas que os demais sistemas ensaiados. O ensaio sob condição cinemática, com GPS RTK de referência, permitiu o cálculo de erros somente no sentido perpendicular ao percurso. A plataforma instrumentada funcionou, cumprindo as expectativas e permitindo o cálculo dos erros de precisão e acurácia, porém demonstrou problemas de robustez nos coletores de dados, necessitando de pequenas melhorias. / The activities that use the Global Navigation Satellite System - GNSS, are countless, and the Global Positioning System - GPS, developed by the United States is the most used today. In precision agriculture there is a need of static and cinematic positioning with demands of distinct levels of accuracy and precision for different applications. Technical information deficiencies from the manufacturers causes uncertainties to the users, as the receiver class to be used for certain agricultural activities. For these reasons the objectives of this work were: evaluate the use of differential corrections through static test, to test the use of RTK GPS as reference to evaluate the performance of low cost receivers under cinematic condition and develop an instrumented platform to evaluate GPS receivers under cinematic condition that represents agricultural operations. In the first case were realized tests with eight receivers, in the top of a tower free of physical obstacles, where it was mounted a platform with cross shape. The differential corrections WAAS, EGNOS, SF1 and SF2 were tested and also some intensities of filtering available in some of the receivers. In one of the cinematic tests, using a RTK GPS as reference, we used two navigation receivers, fixed over a tractor cabin and the data were collected with different frequencies. For the second cinematic test it was built a moving platform instrumented with a pulse optical detector (encoder), a photoelectric sensor and two data loggers, responsible for the synchronization between the encoder pulses and the GPS strings, and also log the data. With that it was possible to determine the reference coordinates to calculate the errors of precision and accuracy of the GPS receiver submitted to evaluation. The evaluation in static way showed that the corrections WAAS and EGNOS do not work in the region of Piracicaba, SP. Activating these corrections the precision and accuracy errors increased. The data collected with the satellite differential corrections SF1 and SF2 got closer to the real coordinate than the other evaluated systems. The test under cinematic condition, with the RTK GPS as reference, allowed the errors calculation only in the perpendicular direction of the course. The instrumented platform worked, accomplishing the expectation and allowing the errors calculation of precision and accuracy, however, showed problems of robustness in the data loggers, needing some improvement.

Orientador: Paulo de Oliveira Camargo / Banca: Jonas Rodrigues de Souza / Banca: Emanuel Paiva de Oliveira Costa / Banca: Milton Hirokazu Shimabukuro / Banca: Claudinei Rodrigues de Aguiar / Resumo: Dentre os métodos de posicionamento GNSS (Global Navigation Satellite System) utilizados pela aviação no suporte das fases de aproximação e pouso preciso de aeronaves, destacam-se o SBAS (Satellite-Based Augmentation System) e o GBAS (Ground-Based Augmentation System). O GBAS tem a capacidade de corrigir a maioria dos erros envolvidos na pseudodistância a partir do DGNSS (Differential GNSS), desde que a camada ionosférica apresente um comportamento não perturbado na região do aeroporto. Entretanto, dependendo do fluxo de ionização solar, da atividade geomagnética, do ciclo de manchas solares, do ângulo zenital do Sol e da localização geográfica, a ionosfera pode sofrer fortes perturbações, proporcionando uma ameaça à integridade do GBAS, uma vez que podem ser diferentes os efeitos ionosféricos em pequenas distâncias. Assim, investigações dos erros sistemáticos devido à camada ionosférica no GBAS tem sido objeto de estudos há alguns anos. Nesse sentido, modelos de risco ionosférico, que visam determinar a máxima decorrelação ionosférica espacial existente entre a estação GBAS e a aeronave que se aproxima num aeroporto, foram desenvolvidos ou avaliados, principalmente para o hemisfério norte, mais precisamente para o território norte-americano, onde se destaca o CONUS (Conterminous United States) Threat Model. Nessa área o comportamento da ionosfera é mais estável em comparação com o observado sobre o Brasil, localizado na região ionosférica equatorial e de baixas latitudes, qu... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Among the methods of GNSS (Global Navigation Satellite System) positioning used by the aviation in the support of the phases of approach and precise landing of aircraft, stand out the SBAS (Satellite-Based Augmentation System) and the GBAS (Ground-Based Augmentation System). GBAS has the ability to correct most of the errors involved in pseudorange from DGNSS (Differential GNSS), provided that the ionospheric layer exhibits undisturbed behavior in the airport region. However, depending on the flow of solar ionization, geomagnetic activity, sunspot cycle, zenith angle of the sun and geographic location, the ionosphere can suffer severe disturbances, posing a threat to the integrity of the GBAS, since the ionospheric effects may be different at small distances. Thus, investigations of systematic errors due to the ionospheric layer in GBAS have been the subject of studies for some years. In this sense, ionospheric threat models, which seek to determine the maximum existing spatial ionospheric decorrelation between the GBAS station and the aircraft approaching an airport, have been developed or evaluated, especially for the northern hemisphere, more precisely to the US territory, which highlights the CONUS (Conterminous United States) Threat Model. In this area, the ionosphere behavior is more stable compared to that observed in Brazil, located in the equatorial and low latitude ionospheric region, which presents the occurrence of Equatorial Ionization Anomaly (EIA), ionospheric ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:37:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6202_1.pdf: 6118413 bytes, checksum: 752e3e1e81220cc37ac4cc59337fe8ad (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / A subsidência do solo é um fenômeno preocupante que consiste no rebaixamento da superfície do terreno devido à remoção de fluido do subsolo e conseqüente redução da capacidade de suporte. Vários centros urbanos contabilizam prejuízos devido à ocorrência de subsidência. Existem registros de casos na literatura científica, em um grande número de países, relacionados com a explotação demasiada dos recursos hídricos subterrâneos em aqüíferos sedimentares e cársticos, e alguns estudos, inclusive, já vêm acompanhando o fenômeno por dezenas de anos. Neste trabalho foi analisada a utilização do Sistema de Posicionamento Global (GPS) como instrumento de monitoramento de pequenos deslocamentos verticais da superfície do solo, como os experimentados quando na ocorrência inicial de subsidência. A utilização do GPS, com grande precisão, como estratégia de acompanhamento para verificação de tais ocorrências, uma vez implantada a infra-estrutura necessária, permite a realização de monitoramento com os levantamentos de campo, com mais rapidez e menores custos. Inicialmente, apresenta-se uma revisão dos conhecimentos relacionados com a subsidência do solo devido à explotação de água subterrânea, como tipos de ocorrênc ia, casos investigados no mundo e ferramentas que podem ser utilizadas para investigação do processo físico. Apresenta-se, também, uma descrição da área de estudo no bairro de Boa Viagem na Região Metropolitana do Recife RMR sobre os aspectos climatológicos, geológicos, hidrogeológicos e de explotação da água subterrânea por poços. Em seguida, apresenta-se uma revisão dos conhecimentos relacionados com os métodos geodésicos para o monitoramento da subsidência do solo e descrevem-se osexperimentos realizados na Alemanha para controle de altitude utilizando equipamentos e técnicas GPS de alta precisão. Os resultados desses experimentos são discutidos e, com base nas conclusões, ao final do trabalho, propõe-se uma rede de monitoramento da subsidência do solo para a área de Boa Viagem na RMR, utilizando os pontos objeto instalados durante a realização dessa pesquisa

Orientador: Eniuce Menezes de Souza / Banca: Messias Meneguette Júnior / Banca: Roberto Kawakami Harrop Galvão / Resumo: Atualmente o monitoramento contínuo de grandes estruturas é mais do que indispensável. O GPS (Global Positioning System) tem sido bastante utilizado, mas existem alguns desa os. Nem sempre é possível instalar um receptor diretamente na estrutura, como é o caso de vulcões ou morros com risco de desabamento. Além disso, os sinais rastreados podem ser obstruídos e/ou re etidos até mesmo na própria estrutura, causando o efeito de multicaminho. A qualidade das coordenadas estimadas depois do ajustamento das observações GPS é muito prejudicada por esse efeito. Muitos estudos têm tentado mitigar este efeito no intuito de obter um posicionamento mais acurado. No entanto, esta dissertação de mestrado apresenta uma aplicação inovadora em que o efeito do multicaminho ao invés de ser eliminado é analisado a m de avaliar e monitorar o objeto re etor sem a necessidade de acesso direto à estrutura, pois o receptor não necessita ser instalado diretamente na mesma, bastando estar próximo a ela de modo que cause o efeito do multicaminho. A metodologia proposta compara os espectros wavelet das séries temporais do efeito do multicaminho de dias consecutivos a m de obter um padrão e reconhecer a repetibilidade do efeito do multicaminho. Uma vez detectada alguma alteração desse padrão, pode-se a rmar ou não sobre a ocorrência de movimento em determinada estrutura. A transformada wavelet não-decimada aliada aos dados de pseudistância mostrou-se ideal para esta aplicação, sendo capaz de detectar o movimento da estrutura a partir de todas as séries temporais analisadas a um nível de signi cância de 5% / Abstract: Nowadays, continuous monitoring of large structures is essential. The GPS (Global Positioning System) has been frequently used, but there are some challenges. In some cases it is impossible to install a receiver directly in the structure, such as volcanoes or hills at risk of collapse. Furthermore, the tracked signals can be obstructed and/or re ected even in the structure causing the multipath e ect. The quality of the estimated coordinates after adjustment of GPS observations is very prejudiced by this e ect. Many studies have attempted to mitigate this e ect in order to obtain a more accurate positioning. However, this work presents an innovative application in which the e ect of multipath instead of being eliminated is analyzed to evaluate and monitor the re ecting object without the need for direct access to structure. The receiver does not need to be installed directly in the structure, only be close in order to receive the re ected signal. The proposed methodology compared wavelet spectra of multipath time series of consecutive days to obtain a pattern and recognizing the repeatability of this e ect. Once a change is detected in these time series at a signi cance level, a displacement at a monitored structure could be indicated. Non-decimated wavelet transform combined to the pseudorange data proved to be ideal for this application, since it detected the structure movement from all examined time series considering a 5% signi cance level / Mestre

São inúmeras as atividades que fazem uso do sistema Global Navigation Satellite System - GNSS, sendo o Global Positioning System - GPS, desenvolvido pelos Estados Unidos, o mais utilizado. Na área de agricultura de precisão há a necessidade de posicionamento estático e cinemático com demandas de distintos níveis de acurácia e precisão para diferentes aplicações. A deficiência de informações técnicas dos fabricantes causa incertezas nos usuários, quanto à classe de receptor a ser utilizado para determinadas atividades agrícolas. Por esses motivos os objetivos deste trabalho foram: avaliar o uso de correções diferenciais através de ensaio estático, testar o uso do receptor GPS RTK como referência para avaliar o desempenho de receptores de baixo custo em condição cinemática e desenvolver uma plataforma instrumentada para avaliar os receptores de GPS sob condição cinemática representativa para operações agrícolas. No primeiro caso foram realizados ensaios com oito receptores, sobre uma torre livre de impedimentos físicos, na qual foi montada uma plataforma em formato de cruz e nos receptores foram ativadas e desativadas as correções diferenciais WAAS, EGNOS, SF1 e SF2 e também testadas as várias intensidades de filtragem disponíveis em alguns dos receptores. No ensaio cinemático utilizando um receptor GPS RTK como referência foram utilizados dois receptores de navegação, fixados sobre a cabine de um trator e foram coletados dados com diferentes freqüências. Para ensaios cinemáticos foi construída uma plataforma móvel instrumentada com um detector óptico de pulsos (encoder), um sensor foto elétrico e dois coletores de dados responsáveis por realizar o sincronismo entre os pulsos do encoder e as atualizações da sentença do GPS e armazenamento dos dados. Assim foi possível determinar as coordenadas de referência para o cálculo dos erros de precisão e acurácia do receptor GPS submetido à avaliação. Na avaliação dos receptores em ensaio estático os resultados mostraram que as correções WAAS e EGNOS não adicionam qualidade ao posicionamento na região de Piracicaba, SP. Com a ativação dessas correções os erros de precisão e de acurácia aumentaram. As correções diferencias SF1 e SF2 via satélite demonstraram ser mais acuradas que os demais sistemas ensaiados. O ensaio sob condição cinemática, com GPS RTK de referência, permitiu o cálculo de erros somente no sentido perpendicular ao percurso. A plataforma instrumentada funcionou, cumprindo as expectativas e permitindo o cálculo dos erros de precisão e acurácia, porém demonstrou problemas de robustez nos coletores de dados, necessitando de pequenas melhorias. / The activities that use the Global Navigation Satellite System - GNSS, are countless, and the Global Positioning System - GPS, developed by the United States is the most used today. In precision agriculture there is a need of static and cinematic positioning with demands of distinct levels of accuracy and precision for different applications. Technical information deficiencies from the manufacturers causes uncertainties to the users, as the receiver class to be used for certain agricultural activities. For these reasons the objectives of this work were: evaluate the use of differential corrections through static test, to test the use of RTK GPS as reference to evaluate the performance of low cost receivers under cinematic condition and develop an instrumented platform to evaluate GPS receivers under cinematic condition that represents agricultural operations. In the first case were realized tests with eight receivers, in the top of a tower free of physical obstacles, where it was mounted a platform with cross shape. The differential corrections WAAS, EGNOS, SF1 and SF2 were tested and also some intensities of filtering available in some of the receivers. In one of the cinematic tests, using a RTK GPS as reference, we used two navigation receivers, fixed over a tractor cabin and the data were collected with different frequencies. For the second cinematic test it was built a moving platform instrumented with a pulse optical detector (encoder), a photoelectric sensor and two data loggers, responsible for the synchronization between the encoder pulses and the GPS strings, and also log the data. With that it was possible to determine the reference coordinates to calculate the errors of precision and accuracy of the GPS receiver submitted to evaluation. The evaluation in static way showed that the corrections WAAS and EGNOS do not work in the region of Piracicaba, SP. Activating these corrections the precision and accuracy errors increased. The data collected with the satellite differential corrections SF1 and SF2 got closer to the real coordinate than the other evaluated systems. The test under cinematic condition, with the RTK GPS as reference, allowed the errors calculation only in the perpendicular direction of the course. The instrumented platform worked, accomplishing the expectation and allowing the errors calculation of precision and accuracy, however, showed problems of robustness in the data loggers, needing some improvement.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004Bitstream added on 2014-06-13T20:30:17Z : No. of bitstreams: 1 alves_dbm_me_prud.pdf: 1723505 bytes, checksum: 9db3e55e3fb351fffc293805469954c5 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O Global Navigation Satellite System (GNSS), que congrega os vários sistemas de posicionamento por satélite existentes, tem como principal objetivo viabilizar o posicionamento de baixa, média e alta precisão. Dentre os sistemas de posicionamento que integram o GNSS, o Global Positioning System (GPS) tem grande destaque. Mas as observáveis GPS, tal como todas as outras observáveis envolvidas nos processos de medidas, estão sujeitas a erros aleatórios, sistemáticos e grosseiros. Os erros aleatórios são inevitáveis, sendo, portanto, considerados uma propriedade inerente das observações. Erros grosseiros (outliers) devem ser eliminados através do processo de controle de qualidade. Erros sistemáticos podem ser parametrizados ou eliminados por técnicas apropriadas de observação. Eles degradam a acurácia do posicionamento realizado com o GPS. Esses erros incluem erros da órbita dos satélites GPS, multicaminho, erros de refração atmosférica, dentre outros. Dessa forma, alguns trabalhos recentes têm utilizado o modelo semiparamétrico e o método dos mínimos quadrados com penalidades (MMQ com penalidades) para atenuar os efeitos desses erros residuais, utilizando dados de receptores de monofrequência. No modelo semiparamétrico as variáveis estimadas são divididas em uma parte paramétrica (coordenadas da estação e ambigüidades), que é de interesse do usuário, e uma parte não-paramétrica (funções de erros que variam suavemente com o tempo). Assim, devido ao número de incógnitas ser maior que o usual, é utilizado o MMQ com penalidades. Essa técnica utiliza uma spline cúbica natural, cuja suavidade é determinada pelo parâmetro suavizador, calculado pela validação cruzada generalizada. Nesse método, os erros são modelados como funções que variam suavemente com o tempo... / The Global Navigation Satellite System (GNSS), that encompasses several satellite positioning systems, has as main goal to make available the low, medium and high precision positioning. Among the positioning systems that integrate GNSS, the Global Positioning System (GPS) has a great importance. But the GPS observables, like all other observables involved in a measurement process, are subject to random, systematic and outliers errors. The random errors are inevitable, being, therefore, considered an inherent property of the observations. Outliers should be eliminated through the quality control process. Systematic errors can be modeled or eliminated by appropriate observation techniques. The systematic errors degrade the accuracy of the positioning accomplished by GPS. These errors are those related to GPS satellites orbits, multipath, atmospheric refraction among others. Thus, some authors have been using the semiparametric model and the penalised least squares technique to mitigate these residual errors, using single frequency receiver data. In a semiparametric model the estimated variables are divided into a parametric part (station coordinates and ambiguities), which is of interest to the users, and a nonparametric one (composed by error functions that vary smoothly with time). However, due to the unknowns number being larger than the usual, the penalised least squares is used. This technique uses a natural cubic spline, whose smoothness is determined by a smoothing parameter, computed by using the generalized cross validation. In this method, the errors are modeled as functions which vary smoothly in time. And more, the systematic errors functions, ambiguities and station coordinates are estimated simultaneously. As a result, the ambiguities and the station coordinates are estimated with better reliability and accuracy than the conventional least square method...(Complete abstract click electronic access below)