[pt] Um dos problemas em soluções que envolvam mobilidade é estimar a posição do robô com precisão. Em ambientes externos, o sensor GPS é o mais comumente utilizado, pois o mesmo fornece uma posição global, porém existe uma imprecisão que é superior a alguns metros, além de depender da visibilidade aos satélites. Outra solução é utilizar um sensor inercial, que no início da operação apresenta uma boa precisão, porém o erro de posicionamento cresce ilimitadamente por ser calculado através da integral dupla das acelerações e velocidades angulares medidas. O presente trabalho desenvolve um sistema de localização de robôs móveis em ambientes externos. As soluções do posicionamento via GPS e via sensor inercial são combinadas através de um filtro de Kalman, reduzindo a incerteza da obtenção da posição. O equacionamento e duas implementações distintas do filtro de Kalman serão apresentadas. Uma implementação clássica e uma versão estendida para sensores inerciais de baixa qualidade, a qual utiliza a orientação fornecida por bússolas na filtragem. Através de experimentos e simulações será demonstrada a eficácia da localização através do filtro de Kalman e a melhora na performance do mesmo quando utilizado a implementação estendida em comparação a clássica. / [en] One of the problems with solutions that involve mobility is to accurately estimate the robot s position. In an outdoor environment, the GPS sensor is the most commonly used method because it provides a global position, but with an error margin that is greater than just a few meters, and creates a dependency on the visibility of the satellites. Another solution is to use an inertial sensor, which at the beginning of the operation shows good accuracy, but the positioning error grows indefinitely because it is calculated by a double integral of acceleration and angular velocity measures. This work develops a system for localization of mobile robots in outdoor environments. The positions are estimated via GPS and inertial sensors, combined using a Kalman filter, reducing the uncertainty. The equations and two distinct implementations of the filter will be presented. A classical implementation and an extended version for low-grade inertial measurement units, which utilizes the orientation given by compasses in the filtering process. The effectiveness of the Kalman filter navigation is verified through experimental and simulation results. The performance gain of the extended filter in comparison to the classic is also verified.

Le GNSS (Global Navigation Satellite System), et en particulier sa composante actuelle le système américain GPS et le système russe GLONASS, sont aujourd'hui utilisés pour des applications géodésiques afin d'obtenir un positionnement précis, de l'ordre du centimètre. Cela nécessite un certain nombre de traitements complexes, des équipements coûteux et éventuellement des compléments au sol des systèmes GPS et GLONASS. Ces applications sont aujourd'hui principalement réalisées en environnement « ouvert » et ne peuvent fonctionner en environnement plus contraint. L'augmentation croissante de l'utilisation du GNSS dans des domaines variés va voir émerger de nombreuses applications où le positionnement précis sera requis (par exemple des applications de transport/guidage automatique ou d'aide à la conduite nécessitant des performances importantes en terme de précision mais aussi en terme de confiance dans la position –l'intégrité- et de robustesse et disponibilité). D'autre part, l'arrivée sur le marché de récepteurs bas-coûts (inférieur à 100 euros) capables de poursuivre les signaux provenant de plusieurs constellations et d'en délivrer les mesures brutes laisse entrevoir des avancées importantes en termes de performance et de démocratisation de ces techniques de positionnement précis. Dans le cadre d'un utilisateur routier, l'un des enjeux du positionnement précis pour les années à venir est ainsi d'assurer sa disponibilité en tout terrain, c'est-à-dire dans le plus grand nombre d'environnements possibles, dont les environnements dégradés (végétation dense, environnement urbain, etc.) Dans ce contexte, l'objectif de la thèse a été d'élaborer et d'optimiser des algorithmes de positionnement précis (typiquement basés sur la poursuite de la phase de porteuse des signaux GNSS) afin de prendre en compte les contraintes liées à l'utilisation d'un récepteur bas coût et à l'environnement. En particulier, un logiciel de positionnement précis (RTK) capable de résoudre les ambiguïtés des mesures de phase GPS et GLONASS a été développé. La structure particulière des signaux GLONASS (FDMA) requiert notamment un traitement spécifiques des mesures de phase décrit dans la thèse afin de pouvoir isoler les ambiguïtés de phase en tant qu'entiers. Ce traitement est compliqué par l'utilisation de mesures provenant d'un récepteur bas coût dont les canaux GLONASS ne sont pas calibrés. L'utilisation d'une méthode de calibration des mesures de code et de phase décrite dans la thèse permet de réduire les biais affectant les différentes mesures GLONASS. Il est ainsi démontré que la résolution entière des ambiguïtés de phase GLONASS est possible avec un récepteur bas coût après calibration de celui-ci. La faible qualité des mesures, du fait de l'utilisation d'un récepteur bas coût en milieu dégradé est prise en compte dans le logiciel de positionnement précis en adoptant une pondération des mesures spécifique et des paramètres de validation de l'ambiguïté dépendant de l'environnement. Enfin, une méthode de résolution des sauts de cycle innovante est présentée dans la thèse, afin d'améliorer la continuité de l'estimation des ambiguïtés de phase. Les résultats de 2 campagnes de mesures effectuées sur le périphérique Toulousain et dans le centre-ville de Toulouse ont montré une précision de 1.5m 68% du temps et de 3.5m 95% du temps dans un environnement de type urbain. En milieu semi-urbain type périphérique, cette précision atteint 10cm 68% du temps et 75cm 95% du temps. Finalement, cette thèse démontre la faisabilité d'un système de positionnement précis bas-coût pour un utilisateur routier. / GNSS and particularly GPS and GLONASS systems are currently used in some geodetic applications to obtain a centimeter-level precise position. Such a level of accuracy is obtained by performing complex processing on expensive high-end receivers and antennas, and by using precise corrections. Moreover, these applications are typically performed in clear-sky environments and cannot be applied in constrained environments. The constant improvement in GNSS availability and accuracy should allow the development of various applications in which precise positioning is required, such as automatic people transportation or advanced driver assistance systems. Moreover, the recent release on the market of low-cost receivers capable of delivering raw data from multiple constellations gives a glimpse of the potential improvement and the collapse in prices of precise positioning techniques. However, one of the challenge of road user precise positioning techniques is their availability in all types of environments potentially encountered, notably constrained environments (dense tree canopy, urban environments…). This difficulty is amplified by the use of low-cost receivers and antennas, which potentially deliver lower quality measurements. In this context the goal of this PhD study was to develop a precise positioning algorithm based on code, Doppler and carrier phase measurements from a low-cost receiver, potentially in a constrained environment. In particular, a precise positioning software based on RTK algorithm is described in this PhD study. It is demonstrated that GPS and GLONASS measurements from a low-cost receivers can be used to estimate carrier phase ambiguities as integers. The lower quality of measurements is handled by appropriately weighting and masking measurements, as well as performing an efficient outlier exclusion technique. Finally, an innovative cycle slip resolution technique is proposed. Two measurements campaigns were performed to assess the performance of the proposed algorithm. A horizontal position error 95th percentile of less than 70 centimeters is reached in a beltway environment in both campaigns, whereas a 95th percentile of less than 3.5 meters is reached in urban environment. Therefore, this study demonstrates the possibility of precisely estimating the position of a road user using low-cost hardware.

Depuis le développement du GPS, les systèmes de navigation par satellites (GNSS) se sont largement diversifiés : maintenance, modernisation et déploiement de nouveaux systèmes, comme l’européen Galileo. De plus, le nombre d’applications basées sur l’utilisation de signaux GNSS ne cesse d’augmenter. Pour répondre à ces nouveaux challenges et besoins, les récepteurs GNSS ne cessent d’évoluer. Un nouvel axe est le développement du récepteur logiciel qui présente la particularité d’un traitement logiciel des signaux contrairement au récepteur matériel, équipant nos véhicules, smartphones par exemple. Cette thèse de doctorat s’inscrit dans le projet commun d’un laboratoire et d’une PME consistant au développement d’un récepteur logiciel poursuivant les signaux GPS L1 C/A et Galileo E1 OS. L’objectif plus spécifique de la thèse est d’étudier l’acquisition, première étape du traitement du signal GNSS qui doit fournir une estimation grossière des paramètres du signal entrant. Ce travail vise particulièrement les signaux à faible puissance, un seuil d’acquisition est fixé à 27 dB-Hz pouvant s’apparenter à l’acquisition en milieu urbain ou dégradé. Il est important de noter qu’une des contraintes est de réussir l’acquisition de tels signaux au moins 9 fois sur 10, sans aucune aide extérieure ou connaissance des almanachs ou éphémérides. Dans un premier temps, une solide étude théorique portant sur les performances de l’acquisition et les sources de dégradations est menée. Parmi elles, peuvent être citée, les transitions de bits dues à la présence du message de navigation et du code secondaire sur la voie pilote des nouveaux signaux. Est ainsi mis en lumière la nécessité d’avoir recours à une méthode d’acquisition insensible aux inversions de signe du message de navigation. Dans un deuxième temps, une méthode innovante, le Double-Block Zero-Padding Transition-Insensitive (DBZPTI), est donc développée pour permettre l’acquisition du signal Galileo E1 OS de façon efficiente. Elle prend part au développement de la stratégie globale d’acquisition dont l’objectif est d’avoir en sortie une estimation de la fréquence Doppler et du retard de code du signal entrant, assez fine et fiable pour une satisfaisante poursuite du signal. / Since the development of the GPS, the global navigation satellite systems (GNSS) have been widely diversified: maintenance, modernization and deployment of new systems such as the European Galileo. In addition, the number of GNSS signals applications, based on the use of GNSS signals, is increasing. To meet these new challenges and requirements, GNSS receivers are constantly evolving. A new trend is the development of software receiver which processes the GNSS signal in a software way unlike hardware receiver, equipping our vehicles, smartphones, for example. This thesis is part of a common project between a laboratory and a company, consisting of the development of a software receiver tracking GPS L1 C/A and Galileo E1 OS. The more specific aim of the thesis is to study the acquisition, first signal processing which provides a rough estimation of the incoming signal parameters. This work focuses particularly the low power signals, an acquisition threshold is set at 27 dB-Hz considered as a representative of urban or degraded environments. It is important to note that the success of the acquisition of such signals should be at least 9 times out of 10, without any aid or knowledge of almanac or ephemeris. Initially, a solid theoretical study of the acquisition performance and sources of degradation is conducted. One of them is the bit transitions due to the presence of the navigation message and the secondary code on pilot component of the new signals. It is thus highlighted the need to use a Transition-Insensitive acquisition method. Secondly, an innovative method, the Double-Block Zero-Padding Transition-Insensitive (DBZPTI) is developed to permit efficiently the acquisition of Galileo E1 OS signal. It takes part in the development of the global acquisition strategy, which should provide an estimate of the Doppler frequency and code delay, fine and reliable, for a satisfactory signal tracking.

L’orbite d’un satellite autour de la terre est perturbée en permanence par différents facteurs, tels que la variation du champ gravitationnel et la pression du vent solaire. La dérive de la position du satellite peut compromettre la mission, voire mener à une collision ou à une chute dans l’atmosphère. Les opérations de maintien à poste consistent donc à effectuer une mesure précise de la trajectoire du satellite puis à utiliser ses propulseurs pour corriger sa dérive. La solution classique de mesure de position est basée sur des radars au sol. Ce dispositif est couteux et ne permet pas d’avoir la position du satellite en permanence : les corrections de trajectoires se font donc de façon espacées dans le temps.Un système de positionnement et de navigation autonome utilisant les constellations de satellites de navigation, appelées Global Navigation Satellite System (GNSS), permettrait une réduction importante des coûts de conception et de maintenance opérationnelle. Plusieurs études ont été menées en ce sens et les premiers systèmes de navigation, basés sur des récepteurs GPS, voient le jour. Un récepteur en mesure de traiter plusieurs systèmes de navigation, tel que GPS et Galileo, permettrait d’obtenir une meilleure disponibilité de service. En effet, le système Galileo est conçu pour être compatible avec le système GPS,tant en terme de signaux émis que de données de navigation. La connaissance permanente de la position permettrait alors de réaliser un contrôle asservit du maintien à poste.Dans un premier temps, nous avons défini quelles seront les spécifications d’un récepteur spatial multi-mission.En effet, les contraintes pesant sur un tel récepteur sont différentes de celles d’un récepteur situé à la surface de la Terre. L’analyse de ces contraintes, ainsi que des performances demandées à un système de positionnement, est donc nécessaire afin de déterminer les spécifications du futur récepteur. Il existe peu d’études sur le sujet. Certaines d’entre elles sont classées secret industriel, d’autres présentent, à notre avis,un biais d’analyse qui fausse la détermination des spécifications.Nous avons donc modélisé le système : orbites des satellites GNSS et des satellites récepteurs, liaison radiofréquence. Certains paramètres de cette liaison ne sont pas donnés dans les documents de spécifications ou les documents constructeurs. De plus, les données théoriques disponibles ne sont pas toujours pertinentes pour une modélisation réaliste. Nous avons donc dû estimer ces paramètres en utilisant des données disponibles.Le modèle a été ensuite utilisé afin de simuler divers scenarii représentatifs de futures missions. Après avoir défini des critères d’analyse, les spécifications ont été déterminées à partir des résultats des simulations.Le calcul d’une position par un système de navigation par satellite se déroule en trois phases principales.Pour chacune de ces phases, il existe plusieurs algorithmes possibles, présentant des caractéristiques différentes de performance, de taille de circuit ou de charge de calcul. L’essor de nouvelles applications basées sur la navigation entraine également le développement de nouveaux algorithmes adaptés.Nous présentons le principe permettant la détermination d’une position, puis les signaux de navigation GPS et Galileo. A partir de la structure des signaux, nous expliquons les phases de la démodulation et de la localisation. Grâce à l’utilisation des constellations GPS et Galileo, les algorithmes standards permettent d’atteindre les performances nécessaires pour des applications spatiales. Ces algorithmes nécessitent néanmoins d’être adaptés ; ainsi certaines parties ont été conçues spécifiquement. Afin de valider les choix d’algorithmes, et les paramètres liés aux spécifications, nous avons simulés les différentes phases de fonctionnement du récepteur en utilisant des signaux GPS réels.Pour terminer, les retombées et perspectives sont exposées dans la conclusion. / The orbit of a satellite around the earth is constantly disturbed by various factors, such as variations in the gravitational field and the solar wind pressure. The drift of the satellite position can compromise the mission, and even lead to a crash or a fall in the atmosphere. The station-keeping operations therefore consist in performing an accurate measurement of the satellite trajectory and then in using its thrusters to correct the drift. The conventional solution is to measure the position with the help of a ground based radar. This solution is expensive and does not allow to have the satellite position permanently: the trajectory corrections are therefore in frequent. A positioning and autonomous navigation system using constellations of navigation satellites, called Global Navigation Satellite System (GNSS), allows a significant reduction in design and operational maintenance costs. Several studies have been conducted in this direction and the first navigation systems based on GPS receivers, are emerging. A receiver capable of processing multiple navigation systems, such as GPS and Galileo, would provide a better service availability. Indeed, Galileo is designed to be compatible with GPS, both in terms of signals and navigation data. Continuous knowledge of the position would then allow a closed loop control of the station keeping. Initially, we defined what the specifications of a multi-mission space receiver are. Indeed, the constraints on such a receiver are different from those for a receiver located on the surface of the Earth. The analysis of these constraints, and the performance required of a positioning system, is necessary to determine the specifications of the future receiver. There are few studies on the subject. Some of them are classified; others have, in our view, an analytical bias that distorts the determination of specifications. So we modeled the system: GNSS and receivers satellite orbits, radio frequency link. Some parameters of this link are not given in the specification or manufacturers documents. Moreover, the available theoretical data are not always relevant for realistic modeling. So we had to assess those parameters using the available data. The model was then used to simulate various scenarios representing future missions. After defining analysis criteria, specifications were determined from the simulation results. Calculating a position of a satellite navigation system involves three main phases. For each phase, there are several possible algorithms, with different performance characteristics, the circuit size or the computation load. The development of new applications based on navigation also drives the development of new adapted algorithms. We present the principle for determining a position, as well as GPS and Galileo navigation signals. From the signal structure, we explain the phases of the demodulation and localization. Through the use of GPS and Galileo constellations, standard algorithms achieve the performance required for space applications. However, these algorithms need to be adapted, thus some parts were specifically designed. In order to validate the choice of algorithms and parameters, we have simulated the various operating phases of the receiver using real GPS signals. Finally, impact and prospects are discussed in the conclusion.

O emprego das técnicas de posicionamento de alta-precisão e de precisão, com recurso ao Sistema de Posicionamento Global, têm se consolidado como solução definitiva para a obtenção das coordenadas de pontos sobre a superfície terrestre, nas mais diversas aplicações, em particular aquelas envolvidas na realização do cadastro em áreas urbanas e construção da base de dados associada aos Sistemas de Informação Geográfica utilizados na gestão territorial. Os receptores GPS armazenam as informações dos satélites inicialmente em formato próprio, porém a maioria dos usuários não usa esse formato para trabalho, e sim o formato RINEX. Sendo este um formato importante ao trabalhar com GPS, os softwares proprietários que geralmente acompanham os receptores e fazem a transformação de seu formato próprio para o RINEX, processam as observáveis de forma exclusiva e fechada, não permitindo alteração de seu código-fonte (o que configura uma caixa preta). Este trabalho visa elaborar e implementar um programa com código-fonte aberto para leitura e manipulação de arquivos de efemérides transmitidas e precisas do Sistema de Posicionamento Global GPS e aplicá-lo ao posicionamento de satélites artificiais, e ainda realizar um estudo do comportamento do mesmo no posicionamento geodésico de pontos na superfície terrestre. Considerando-se que a posição terrestre dos satélites influencia diretamente no cálculo da posição de pontos sobre a superfície, esse estudo verifica que é possível obter coordenadas dos satélites a partir das efemérides transmitidas de forma coerente, e isto é feito utilizando-se o processamento que o programa faz ao manipular corretamente os arquivos RINEX. O programa implementado é capaz de lidar com os arquivos de formato RINEX e SP3, lendo, extraindo e utilizando informações para uma aplicação de posicionamento terrestre de satélites artificiais GPS, podendo ainda realizar outras aplicações como o posicionamento geodésico de pontos adaptando seu código-fonte para outros modelos. Esse programa poderá ser utilizado em benefício dos profissionais que atuam em diversas aplicações que envolvam o posicionamento geodésico por satélites, proporcionando flexibilidade de trabalho, pois o programa terá código-fonte aberto.

Since the creation of the system Navstar/GPS, several sources of observation errors went identified and studied by the scientific community, like as solution of ambiguities, delay ionospheric and non clock synchronous. The problem of the mistake caused by the multipath, however, persists as a challenge, especially for applications that demand larger accuracy and precision. In the case of Brazil, with the promulgation in 2001 of the Law 10267 of the National Cadaster of Rural Properties, this challenge have a specific feature, therefore it influences the applicability of the new cadastral system. The manufacturing companies of GPS receivers has been making great investments in research in that meaning, especially in level of project of receivers. This work analyses the applied technologies in two models of GPS receivers quite a lot used in the State of Rio Grande do Sul, BR, in other words, Ashtech Promark2 and Leica GS20, as well as to analyze the success of those technologies in level of representative field conditions of the reality of geodetic surveys in the State. The results show great potential of use of those receivers to certification works by Instituto Nacional de Colonização e Reforma Agrária (INCRA), as well as they evidences limit situations in that the employment of the same ones is not advised. / Desde a criação do sistema Navstar/GPS, várias fontes de erros nas observáveis foram sendo identificadas e estudadas pela comunidade científica, tais como a solução de ambigüidades, o atraso ionosférico e o não sincronismo de relógios. O problema do erro causado pelo multicaminho, no entanto, persiste como um desafio, especialmente para aplicações que exigem maior acurácia e precisão. No caso do Brasil, com a promulgação em 2001 da Lei 10267 que institui o Cadastro Nacional de Imóveis Rurais, este desafio passou a ter uma conotação específica, pois influencia a aplicabilidade do novo sistema cadastral. As empresas fabricantes de receptores GPS tem feito grandes investimentos em pesquisa nesse sentido, especialmente em nível de projeto dos seus receptores. A presente pesquisa busca estudar as tecnologias aplicadas em dois modelos de receptores GPS bastante utilizados no Estado do Rio Grande do Sul que são, o Ashtech Promark2 e o Leica GS20, bem como analisar o sucesso dessas tecnologias em nível de condições de campo representativas da realidade do georreferenciamento no Estado. Os resultados mostram grande potencial de uso desses receptores para trabalhos de certificação junto ao INCRA, bem como evidenciam situações limites em que o emprego dos mesmos fica prejudicado.

The aim of this study was to evaluate the operational capacity and efficiency of two agricultural operations utilizing GPS and software programs as evaluation tools. The operations analyzed were of soybean harvest, carried out with a Massey Ferguson MF34 combine harvester and of variable rate fertilizer application, carried out with a MF 5310 tractor and Amazone 1500 centrifuge distributor. The areas are located in the region of Não-Me-Toque, in the state of Rio Grande do Sul, South of Brazil. A GPS navigator, attached to the combine and tractor was utilized for data collection. The following data were collected and georeferenced: trajectory of the machines in operation, work speed, distance travelled, start and finish times, maneuver, unload and reload times, and altitude. The analysis, storage and processing of these data was supported by the following software: GPS TrackMaker® (trajectory, speed, distance and times), SGIS® (productivity maps), CR Campeiro 6.0 (speed and altitude maps) and Microsoft Office ExcelTM (data processing). The equations to determine operational efficiency was in accordance with Mialhe, except that the data were obtained by GPS. Besides determining capacity and operational efficiency, route efficiency was also determined and compared with trajectory efficiency, proposed in this study, in which the main information utilized is the distance travelled. Trajectory efficiency proved to be the most real information for areas with irregular shapes. Operational efficiency of the harvest was 54.13%, considered low when compared to international averages. Even with this low efficiency, the operational capacity of the harvest was of 2.47 ha.h-1. The operational efficiency in the variable rate application, varied between 52.7 and 65.6%, with 58.4% as mean value. This low value was due to the fact that the tractor utilized has a high operational capacity. The operational capacity varied from 12.5 ha.h-1 to 20.6 ha.h-1, with a mean of 17.6 ha.h-1. Altitude maps of the areas were created based on GPS data. Correlations between the different maps were carried out and values of 90% or greater were obtained, in some areas reaching 98.4%. / Este trabalho teve por objetivo avaliar a capacidade e a eficiência operacional de duas operações agrícolas utilizando o sistema GPS e softwares como ferramentas para estas avaliações. As operações analisadas foram de colheita, realizada com uma colhedora marca Massey Ferguson, modelo MF34 e de aplicação à taxa variável de insumos, realizada através do conjunto mecanizado trator MF 5310 e distribuidor centrífugo marca Amazone, modelo 1500. As áreas utilizadas estão localizadas na região de Não-Me-Toque/RS. Foi utilizado um receptor de sinal GPS de navegação, embarcado na colhedora e no trator, para a coleta dos dados necessários para as determinações necessárias. Os dados georreferenciados coletados, foram: o trajeto percorrido pelas máquinas na operação, a velocidade de trabalho, à distância percorrida, os tempos de início e fim de operação, tempo de manobras e de descargas ou reabastecimentos, e dados de altitude. A análise, armazenamento e processamento destes dados foram auxiliadas pelos softwares GPS TrackMaker® (trajetos, velocidades, distância e tempos), SGIS® (mapas de produtividade), CR Campeiro 6.0 (mapas de velocidades e altitude) e Microsoft Oficce ExcelTM (filtragem dos dados). As equações para a determinação da eficiência operacional foram às mesmas utilizadas por Mialhe, porém a origem dos dados foi obtida pelo sistema GPS. Além da determinação da capacidade e eficiência operacional, também foi determinada a eficiência de percurso e comparado com a eficiência de trajeto, proposta deste trabalho, na qual a principal informação é à distância percorrida. A eficiência de trajeto se mostrou a informação mais adaptada para talhões com formato irregular. A eficiência operacional da colheita foi de 54,13%, considerada baixa quando comparada com dados médios internacionais. Mesmo com este baixo valor de eficiência, a capacidade operacional na colheita foi de 2,47 ha.h-1. A eficiência operacional na distribuição à taxa variável de insumo, variou nos seis talhões estudados de 52,7% a 65,6%, com valor médio de 58,4%. No caso estudado, a capacidade operacional variou de 12,5 ha.h-1 a 20,6 ha.h-1, média de 17,6 ha.h-1. Além disto, foram confeccionados os mapas de altitude do terreno, baseados nas informações oriundos do sistema GPS. Foram efetuadas correlações entre os diferentes mapas e obtidos valores acima de 90%, chegando a algumas áreas a 98,4%.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-02-26Bitstream added on 2014-06-13T19:07:52Z : No. of bitstreams: 1 dalbelo_lfa_me_prud.pdf: 1258749 bytes, checksum: 413bf515eb63448ca76790ba3eb43c75 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Atualmente é cada vez mais presente na comunidade civil a utilização do Global Positioning System (GPS). Um dos métodos de posicionamento GPS de grande destaque é o Differential GPS (DGPS). Esse método utiliza dois receptores, um como base e outro como móvel. O DGPS tem como princípio básico considerar a alta correlação dos erros provocados pela ionosfera, troposfera e órbita dos satélites. No entanto, com o afastamento entre o usuário e a estação base, a eficiência do método diminui, pois a correlação dos erros é reduzida. Mas, quando se utiliza uma rede de estações de referência, pode-se ter uma melhor modelagem dos erros na área de abrangência da rede. Surge então o conceito de DGPS em Rede (DGPSR). Alguns experimentos realizados com o DGPSR em modo pós-processados apontaram acurácia da ordem de 50 cm. Portanto, nesta pesquisa foi proposta a implementação do DGPSR em tempo real. As correções DGPSR são calculadas em tempo real por meio dos dados obtidos via Internet utilizando o protocolo Ntrip (Networked Transport of RTCM via Internet Protocol). Para isso, foram introduzidas várias alterações no software BNC, software este que foi desenvolvido pelo BKG e realiza a função do NtripClient. No que concerne às estações de referência GPS, foram utilizados dados da rede GNSS do oeste do estado de São Paulo (Rede GNSS/SP). A rede está composta, até o momento, por 10 receptores de alta tecnologia que podem ser conectados diretamente a Internet. Com relação aos resultados pode-se observar que o DGPSR utilizando 4 estações de referência apresentou melhorias de até 32% em planimetria e de 28% em altimetria, quando comparados ao DGPS utilizando somente uma estação de referência. Com relação a avaliação da latência pode-se verifica que latências de até 12 segundos parecem não causar influência nos resultados. / Nowadays, the Global Positioning System (GPS) has been very used by the civil community. One of the GPS positioning methods that have been emphasized is the Differential GPS (DGPS). In this method, two receivers are used. One of them as base and the other as rover station. The DGPS has the basic concept of considering high correlation of the errors caused by ionosphere, troposphere and satellite orbits. However, with the baseline growth the method efficiency decreases, because the errors correlation is reduced. But, using a reference station network it is possible to obtain an error modeling in the area of the network, using the network DGPS concept. Some experiments accomplished with DGPSR post processed mode presented promising results. Accuracy better than 50 cm was obtained. Therefore, in this research the goal is to implement the DGPS in real time. The corrections will be computed through data received by Internet using the Ntrip (Networked Transport of RTCM via Internet Protocol). In order to accomplish that, it was implemented several modifications in the BNC software. This software was developed by BKG and make the function of a NtripClient. It will be used a GPS network that is set up in the west of São Paulo State. This network is composed by 10 receivers of high technology that can be directly connected by Internet. Regarding the results, the DGPSR using 4 reference stations showed improvements of up to 32% in planimetry and 28% in altimetry when compared to pure DGPS. Regarding the assessment of latency it was noted that latencies of up to 12 seconds seems not to cause influence the results.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-01-29Bitstream added on 2014-06-13T18:49:05Z : No. of bitstreams: 1 marques_ha_me_prud.pdf: 1098327 bytes, checksum: 37aabdd60dc21333c03db5177953ea93 (MD5) / Dados de receptores GPS de dupla freqüência são, em geral, processados utilizando a combinação ion-free, o que permite eliminar os efeitos de primeira ordem da ionosfera. Porém, os efeitos de segunda e terceira ordem, geralmente, são negligenciados no processamento de dados GPS. Nesse trabalho, esses efeitos foram levados em consideração no processamento dos dados. Foram investigados os modelos matemáticos associados a esses efeitos, as transformações envolvendo o campo magnético da Terra e a utilização do TEC advindo dos Mapas Globais da Ionosfera ou calculados a partir das pseudodistâncias. Numa outra investigação independente, os efeitos residuais de primeira ordem da ionosfera, resultantes da dupla diferença da pseudodistância e da fase da onda portadora, foram considerados como incógnitas no ajustamento. Porém, esses efeitos residuais foram tratados como pseudo-observações, associados aos processos aleatórios random walk e white noise e, adicionados ao algoritmo de filtro de Kalman. Dessa forma, o modelo matemático preserva a característica de número inteiro da ambigüidade da fase, facilitando a aplicação de algoritmos de solução da ambigüidade, que no caso desse trabalho, utilizou-se o método LAMBDA. Para o caso da consideração dos efeitos de segunda e terceira ordem da ionosfera, foram realizados processamentos de dados GPS envolvendo o modo relativo e o Posicionamento por Ponto Preciso. Os resultados mostraram que a não consideração desses efeitos no processamento dos dados GPS pode introduzir variações da ordem de três a quatro milímetros nas coordenadas das estações. / Data from dual frequency receiver, in general, are processed using the ion-free combination that allows the elimination of the first order ionospheric effects. However, the second and third order ionospheric effects, generally, are neglected in the GPS data processing. In this work, these effects were taken into account in the GPS data processing. In this case, it was investigated the mathematical models associated with the second and third order effects, the transformations involving the Earth magnetic field and the use of TEC from Ionosphere Global Maps or calculated from the pseudoranges. The first order ionosphere residual effects, resulting from pseudorange and phase double difference, were taken into account as unknown in the adjustment. However, these effects were treated as pseudo-observables and it was associated with the random process random walk and white noise and added to the Kalman filter algorithm. Therefore, the mathematical model preserves the phase ambiguity “integerness”, facilitating the application of ambiguity resolution approaches, which in the case of this work, it was used the LAMBDA method.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2003-12-09Bitstream added on 2014-06-13T20:12:09Z : No. of bitstreams: 1 luiz_an_me_prud.pdf: 3255793 bytes, checksum: 6c260a95d4f0e092cef48bcc951667ca (MD5) / Esta pesquisa foi sobre o diagnóstico turístico rural utilizando o Geoprocessamento na estrada do Cardoso localizada no município de Bela Vista do Paraíso – PR. Por estar situada próxima a área urbana, é uma região rural de fácil acesso e de propriedades com algumas vocações turísticas, possuindo pequenas quedas d’água, criação de animais, pomares, fragmentos de matas e cultura caipira, dentre outros. Procurou-se como objetivo, fornecer subsídios para o desenvolvimento turístico da região utilizando como ferramenta o Geoprocessamento. Foram feitos trabalhos de campo para inventariar os atrativos de 26 propriedades sendo todos georreferenciados através do Sistema de Posicionamento Global – GPS. Utilizou-se a cartografia digital para a elaboração das cartas temáticas, para no final, analisar a vocação turística. Existem três grandes atrativos já em operação: a chácara Vale do Lago, o sítio Bom Jardim e a festa da capela Santo Antônio; estes atrativos turísticos aliados à cultura rural possibilitam a implantação do turismo na região. Analisando os aspectos negativos e positivos para a implantação turística, sobressaem os positivos, sabendo-se que a atividade não possibilitará, num primeiro momento, o saneamento de dívidas e enriquecimento dos proprietários, mas poderá gerar renda e alguns empregos / This research was on the rural tourist diagnosis using Geoprocessing in located Cardoso's highway in the municipal district of Beautiful View of the Paradise - PR. For being placed close the urban area, is a rural area of easy access and of properties with some tourist vocations, possessing small falls of water, creation of animals, orchards, fragments of forests and tacky culture, among others. It was sought as objective, to supply subsidies for the tourist development of the area using as tool Geoprocessing. They were made field works to inventory the attractions of 26 properties being all georeferenced through the System of Global Positioning - GPS. The digital cartography was used for the elaboration of the thematic letters, for in the end, to analyze the tourist vocation. Three great attractions already exist in operation: the small farm is Worth of the Lake, the ranch Good Garden and the party of the chapel Saint Anthony; these attractions tourist allies to the rural culture make possible the implantation of the tourism in the area. Analyzing the negative and positive aspects for the tourist implantation, they stand out the positive ones, being known that the activity won't make possible, in a first moment, the sanitation of debts and the proprietors' enrichment, but it can generate income and some jobs