Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2018. / Submitted by Robson Amaral (robsonamaral@bce.unb.br) on 2018-05-09T16:30:39Z No. of bitstreams: 1 2017_ArthurAmaralFerreira.pdf: 3415138 bytes, checksum: fa21fc4af8c1c0c11b8d1d071618e0a8 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva (patricia@bce.unb.br) on 2018-06-04T14:14:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_ArthurAmaralFerreira.pdf: 3415138 bytes, checksum: fa21fc4af8c1c0c11b8d1d071618e0a8 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-04T14:14:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_ArthurAmaralFerreira.pdf: 3415138 bytes, checksum: fa21fc4af8c1c0c11b8d1d071618e0a8 (MD5) Previous issue date: 2018-06-04 / Uma das principais fontes de erro no posicionamento baseado em Sistemas Globais de Navegação por Satélite (GNSS) para usuários de receptores de uma frequência é o atraso de propagação nos sinais GNSS ao atravessarem a ionosfera. Esse atraso, em uma aproximação de primeira ordem, é diretamente proporcional ao Conteúdo Total de Elétrons (TEC). Assim, estimar o TEC é uma tarefa bastante relevante para correção dos efeitos ionosféricos sobre a propagação dos sinais. Para corrigir os erros de distância devido à ionosfera, os usuários de receptores GNSS de uma única frequência necessitam de modelos que representem o TEC. Neste cenário, este trabalho propõe a utilização de Redes Neurais Artificiais (ANN) para estimar o TEC obtido a partir de medidas GNSS na região do Brasil. As investigações apresentadas neste trabalho iniciam o desenvolvimento de um modelo regional que possa ser usado para determinar o TEC vertical sobre as regiões Nordeste, Centro-Oeste e Sul do Brasil, visando futuras aplicações em estimação próxima a tempo real e em previsão de curto prazo. Neste trabalho são utilizados dados GNSS das redes GLONASS para pesquisa e desenvolvimento, e da Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo dos Sistemas GNSS (RBMC). Os parâmetros de entrada da rede neural baseiam-se em fatores que influenciam os valores do TEC, incluindo localização geográfica do receptor GNSS, atividade geomagnética, variações sazonais e diurnas e atividade solar. O modelo de ANN proposto é utilizado para estimar os valores de GNSS TEC vertical em regiões desprovidas de receptores GNSS de duas bandas de frequência que possam ser utilizados para tal fim. Diferentes análises são realizadas, divididas em três estudos de caso. Estas análises incluem a avaliação de desempenho espacial, avaliação de diferentes estruturas ANN, habilidade de previsão em curto-prazo e comparação de desempenho em relação aos Mapas Ionosféricos Globais (Global Ionospheric Maps) fornecidos pelo Centro para Determinação de órbita na Europa (CODE) durante a tempestade geomagnética registrada nos dias 13 e 14 de Outubro de 2016. Os resultados obtidos a partir das análises conduzidas sugerem que os modelos de NN propostos fornecem bom desempenho espacial e apresentam-se como ferramentas promissoras para aplicações de previsão de TEC de curto-prazo. / One of the main error sources on Global Navigation Satellite Systems (GNSS) positioning solutions for users of single frequency receivers is the propagation refraction of the GNSS signals as they pass through the ionosphere. The estimation of the Total Electron Content (TEC) is very important for the correction of ionosphere propagation effects on GNSS signals. In order to correct the ionospheric range errors, GNSS single-frequency users need to rely on TEC models. In this framework, the present investigates the use of Artificial Neural Network models (ANN) to estimate TEC derived from GNSS measurements in Brazil. More specific, the investigations start the development of a regional model that can be used to determine the vertical TEC (vTEC) over Northeast, Central-West and South regions of Brazil, aiming future applications on a near real-time frame estimations and short-term forecasting. This work uses GNSS data from the GLONASS network for research and development, and from the Brazilian Network for Continuous Monitoring of the GNSS (RBMC). The input parameters of the ANN models are based on features known to influence TEC values, including the geographic location of the GNSS receiver, geomagnetic activity, seasonal and diurnal variations, and solar activity. The proposed ANN model is used to estimate the GNSS TEC values at void locations, where no dual-frequency GNSS receiver that may be used as a source of data for GNSS TEC estimation is available. Different analyses are carried out divided into three case studies. These analyses include spatial performance evaluation, evaluation of different ANN structures, short-term forecasting ability and performance comparison against CODE (Center for Orbit Determination in Europe) Global Ionospheric Maps during the geomagnetic storm registered on 13th and 14th October 2016. The results obtained from the described analysis suggest that the proposed ANN models provides good spatial performance and presents to be a promising tool for short-term forecasting applications.

Alrededor de 30 años atrás, algunos estudios de tendencias a largo plazo basados en modelos numéricos, postularon que debido al aumento de la concentración de ciertos gases de efecto invernadero, se produciría un enfriamiento y encogimiento de la región F de la ionósfera (Roble, 1989). A pesar de múltiples intentos de corroborar estas predicciones, hasta ahora no hay evidencia suficiente apoyando esta conjetura. La razón para esto no es la falta de mediciones ni la estimación de tendencias, que es relativamente sencilla de efectuar, sino, la determinación correcta de las incertidumbres estadísticas en éste análisis. Para verificar esta predicción, se ha realizado un estudio de la altura de la densidad máxima de la región F utilizando los datos producidos por la ionosonda del Radio Observatorio de Jicamarca. Las mediciones se extienden desde 1993 hasta 2012. En este trabajo, primero se discutirá el criterio utilizado para armar las series de tiempo a partir de los datos obtenidos, para luego presentar el procedimiento aplicado para determinar la tendencia en el región F, que es similar al usado por Ulich (1997). Además se discutirá la precisión de este estimado, siguiendo la técnica propuesta por Weatherhead (1998), que considera posibles correlaciones en la serie de tiempo. / Tesis

Orientador: Daniele Barroca Marra Alves / Resumo: Uma das principais fontes de erro sistemático no posicionamento pelo GNSS (Global Navigation Satellite System) é a ionosfera, a qual está relacionada ao conteúdo total de elétrons (TEC - Total Electron Content). O TEC por sua vez é influenciado por diversas variáveis, entre elas os ciclos solares, época do ano, hora local, localização geográfica, atividade geomagnética, além de irregularidades. Com o intuito de minimizar os efeitos causados pela ionosfera vários modelos têm sido desenvolvidos. Os GIMs (Global Ionospheric Maps) são um exemplo, disponibilizados por diversos centros, como o CODE (Center for Orbit Determination in Europe) o qual tem maior concentração de estações na Europa e sua precisão varia de acordo com o número de estações, a região do globo, o período dos dados, além de outros fatores. Por isso a precisão dos GIMs pode variar de 2 a 8 TECU (TEC Unit). Mas, devido sua característica global, apenas parte dos erros ionosféricos são reduzidos quando empregados para fins de posicionamento. Portanto, nessa pesquisa, foram utilizados dados da RBMC (Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo dos Sistemas GNSS), do IGS e da RAMSAC (Red Argentina de Monitoreo Satelital Contínuo) durante o período de baixa e de alta intensidade de elétrons, no ciclo solar 24, a fim de gerar mapas ionosféricos por meio do software científico Bernese 5.2: MIBB (Mapa Ionosférico Brasileiro a partir do Bernese). Após a geração dos MIBBs, os mesmos puderam ser comparados com os disponibiliz... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The ionosphere is one of the main sources of systematic errors in GNSS (Global Navigation Satellite System), and is directly related to the TEC (Total Electron Content). The TEC is influenced by several variables: solar cycle, time of the year, local time, geographic position, geomagnetic activity, and other irregularities. In order to minimize the effects caused by the ionosphere different models have been developed, among them we can highlight the GIMs (Global Ionospheric Maps). They are provided by several centers, such as CODE (Center for Orbit Determination in Europe). In general, the accuracy of models varies with the number of stations, the region of the globe, the data period, and other factors. According to some authors, the GIMs’ accuracy can go from 2 to 8 TECU (TEC Unit). However, due to its global characteristic, few parts of the ionospheric errors are reduced when employed for positioning purposes. In this sense, we propose a strategy that combines data derived from RBMC (Brazilian Network for Continuous Monitoring of GNSS), IGS (International GNSS Service) and RAMSAC (Red Argentina de Monitoreo Satelital Contínuo) to generate a regional ionospheric map using Bernese 5.2 software. The ionospheric maps generated by proposed strategy are called Brazilian Ionospheric Map from Bernese (Mapa Ionosférico Brasileiro a partir do Bernese - MIBB). In the conducted experiments we used GNSS data derived from low and high electron intensity periods, in the solar cycle 24. A ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2014-08-13T14:50:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-10-18Bitstream added on 2014-08-13T18:00:30Z : No. of bitstreams: 1 000758765.pdf: 4860812 bytes, checksum: 1a2ad62299941754a764d7b2411f2e74 (MD5) / Inúmeros sistemas de navegação e comunicação dependem de ondas eletromagnéticas que propagam pela ionosfera em algum momento de seu processo de funcionamento. Sabe-se que a ionosfera terrestre é um meio dispersivo e altamente dinâmico, com características sazonais em escalas de tempo que variam de milissegundos a dezenas de anos. Outra característica é a variabilidade espacial da ionosfera, o que confere a esse tópico de estudo diferentes oportunidades de abordagem. Dentre os fenômenos que se passam na ionosfera, destaca-se a cintilação ionosférica. A cintilação é um dos efeitos presentes na ionosfera que mais afeta as atividades espaciais, em especial as de posicionamento e navegação por GNSS. Tendo em vista que essas atividades são, muitas vezes, essenciais a alguns setores da sociedade, ocorrências de cintilação podem se tornar um problema não só de âmbito acadêmico, mas também financeiro, e até de segurança. Atualmente, há um grande interesse da indústria, e uma grande aceitação em congressos de âmbito nacional e internacional por esse assunto, sendo assim, um campo aberto para pesquisas e novas ideias. Nessa Dissertação de Mestrado, apresenta-se uma revisão bibliográfica sobre os efeitos que desencadeiam a cintilação ionosférica desde suas origens: o Sol e o interior da Terra. É tratada aqui uma abordagem de interpretação e correlação de índices de distúrbios magnéticos com seus efeitos observados nos receptores GNSS... / Several navigation and communication systems rely on electromagnetic waves that pass through the ionosphere at some moment of its working process. It’s known that the Earth’s ionosphere is a dispersive medium and highly dynamic, with seasonal characteristics that last from milliseconds to tens of years. Another important characteristic is the spatial variability of the ionosphere, which gives to this matter different approach opportunities. Among the phenomena that happen in the ionosphere, one of the most important is the ionospheric scintillation. The scintillation is an effect of the ionosphere that most affect spatial activities, specially the GNSS positioning and navigation activities. Knowing that those activities are, sometimes, essential to parts of society, scintillation occurrences may become an issue not only in the academic field, but also monetary and even a security problem. Nowadays, there is an expressive interest of industry and a good acceptance, nationally and internationally, on this subject, making this an open field of research and brainstorming. In this Master Degree thesis, there is a theoretical revision about the effects that triggers the ionospheric scintillation since its origins: the Sun and the Earth’s inner layers. Therefore, it is described here an approach of interpretation and correlation of these indexes with the observed effects in GNSS...

Orientadores: João Francisco Galera Monico, Luiz Danilo Damasceno Ferreira / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciencias da Terra, Programa de Pós-Graduaçao em Ciências Geodésicas / Resumo: A maior fonte de erro no posicionamento e navegação com GPS, na ausência da disponibilidade seletiva (SA), é devida à refração ionosférica. Seu efeito causa um atraso no código e avanço na fase, de uma mesma quantidade. A magnitude desse erro é afetada pelo movimento diurno do sol, estação do ano, ciclo solar, localização geográfica do receptor e campo magnético da Terra. Como é bem conhecido, o efeito sistemático provocado pela ionosfera é o principal fator limitante no posicionamento de precisão, quando se utilizam receptores de uma freqüência, quer seja no posicionamento por ponto ou no posicionamento relativo de linhas-base médias e longas. Um modelo representado pela série do tipo de Fourier foi implementado e os parâmetros estimados, a partir de dados coletados pelas estações ativas da RBMC (Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo dos Satélites GPS). Os dados de entrada do modelo podem ser as observáveis pseudodistâncias, pseudodistâncias filtradas pelas fases das portadoras ou fase das portadoras, coletadas nas portadoras Li e L2. Controle de qualidade baseado no teste estatístico Qui-quadrado (%) foi implementado para a análise da qualidade do ajustamento, bem como o teste de significância dos parâmetros, com o objetivo de validar os coeficientes da série. As observáveis pseudodistâncias filtradas pelas fases das portadoras proporcionaram parâmetros com melhor precisão. Experimentos foram realizados no Brasil, usando dados coletados com receptores de dupla freqüência. A fim de validar o modelo, valores estimados para as coordenadas de algumas estações de referências foram comparados com os considerados verdadeiros. Para o posicionamento por ponto, foram consideradas como valores verdadeiros as coordenadas conhecidas da estação. Já no relativo, consideraram-se as coordenadas obtidas, a partir do processamento da combinação linear livre do efeito da ionosfera. As discrepâncias em relação aos valores considerados verdadeiros indicaram uma redução do erro, em média, da ordem de 80,7% e 41,7%, respectivamente, para o posicionamento por ponto e relativo de linhas de base entre 10 km e 215 km. Estes resultados indicam que mais pesquisas devem ser realizadas, a fim de prover suporte aos usuários de receptores GPS de uma freqüência, necessitando de realizar posicionamento relativo. Porém, no posicionamento por ponto, os resultados proporcionaram discrepâncias da ordem de 1 (um) metro para as coordenadas cartesianas, o que mostra a potencialidade do modelo. / Abstract: The largest error source in the positioning and navigation with GPS, in the absence of the selective availability (SA), is due to the ionospheric refraction. Its effects cause code delay and phase advance, of the same amount. The magnitude of this error is affected with time of day, season, solar cycle, geographical location of the receiver and magnetic field of the Earth. As it is well known, the ionosphere is the main drawback for high accuracy positioning when using single frequency receivers either for point positioning or relative positioning of medium and long baselines. The effect of the ionosphere is investigated in the determination of point positioning and relative positioning using single frequency data. A model represented by a Fourier series type was implemented and the parameter estimated from data collected by the active stations of RBMC (Brazilian Network for Continuous Monitoring of GPS satellites). The model data input can be the pseudo range, pseudo range filtered by carrier phase or carrier phase observables, collected by both carriers, L1 and L2. Quality control based on the Chi-square (%2) statistical test was implemented for the analysis the quality of the adjustment, as well as the parameter significance test, with the objective to validate the estimated parameters of the series. The observables pseudo range filtered by carrier phase provided parameters with better precision. Experiments were carried out in Brazil, using data collected with dual frequencies receivers. In order to validate the model, the estimated values for coordinates station were compared with "ground truth". For point positioning the known coordinates of the station were considered as "ground truth". In the relative positioning the coordinates obtained by processing the ionospheric free combination were the "ground truth". The discrepancies - "ground truth" minus estimated value - indicated a reduction better than 80,7% and 41,7% respectively, for the point positioning and relative positioning of baselines ranging from 10 km to 215 km. These results give an indication that more research has to be carried in order to provide support to the single frequency GPS users, who need to realize relative positioning. However, in the point positioning, the results provided discrepancies better than 1 m for the cartesian coordinates, indicating the potentiality of the model.

Orientador: João Francisco Galera Monico / Banca: Paulo de Oliveira Camargo / Banca: Marcelo Tomio Matsuoka / Banca: Naniele Barroca Marra Alves / Resumo: Inúmeros sistemas de navegação e comunicação dependem de ondas eletromagnéticas que propagam pela ionosfera em algum momento de seu processo de funcionamento. Sabe-se que a ionosfera terrestre é um meio dispersivo e altamente dinâmico, com características sazonais em escalas de tempo que variam de milissegundos a dezenas de anos. Outra característica é a variabilidade espacial da ionosfera, o que confere a esse tópico de estudo diferentes oportunidades de abordagem. Dentre os fenômenos que se passam na ionosfera, destaca-se a cintilação ionosférica. A cintilação é um dos efeitos presentes na ionosfera que mais afeta as atividades espaciais, em especial as de posicionamento e navegação por GNSS. Tendo em vista que essas atividades são, muitas vezes, essenciais a alguns setores da sociedade, ocorrências de cintilação podem se tornar um problema não só de âmbito acadêmico, mas também financeiro, e até de segurança. Atualmente, há um grande interesse da indústria, e uma grande aceitação em congressos de âmbito nacional e internacional por esse assunto, sendo assim, um campo aberto para pesquisas e novas ideias. Nessa Dissertação de Mestrado, apresenta-se uma revisão bibliográfica sobre os efeitos que desencadeiam a cintilação ionosférica desde suas origens: o Sol e o interior da Terra. É tratada aqui uma abordagem de interpretação e correlação de índices de distúrbios magnéticos com seus efeitos observados nos receptores GNSS... / Abstract: Several navigation and communication systems rely on electromagnetic waves that pass through the ionosphere at some moment of its working process. It's known that the Earth's ionosphere is a dispersive medium and highly dynamic, with seasonal characteristics that last from milliseconds to tens of years. Another important characteristic is the spatial variability of the ionosphere, which gives to this matter different approach opportunities. Among the phenomena that happen in the ionosphere, one of the most important is the ionospheric scintillation. The scintillation is an effect of the ionosphere that most affect spatial activities, specially the GNSS positioning and navigation activities. Knowing that those activities are, sometimes, essential to parts of society, scintillation occurrences may become an issue not only in the academic field, but also monetary and even a security problem. Nowadays, there is an expressive interest of industry and a good acceptance, nationally and internationally, on this subject, making this an open field of research and brainstorming. In this Master Degree thesis, there is a theoretical revision about the effects that triggers the ionospheric scintillation since its origins: the Sun and the Earth's inner layers. Therefore, it is described here an approach of interpretation and correlation of these indexes with the observed effects in GNSS... / 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

O posicionamento de pontos, com o sistema GPS, tornou-se uma ferramenta importante, aplicável nas mais diferentes áreas do conhecimento. No entanto, em algumas situações, a exigência de elevadas precisões trouxe a inconveniência de um custo elevado na aquisição de receptores de dupla freqüência. Mesmo com os avanços tecnológicos, a ionosfera é uma das fontes de erro que mais afetam o posicionamento de pontos. Para os usuários que possuem equipamentos de dupla freqüência, este erro é modelado com grande eficiência através do processamento de dados com solução iono free. No Brasil, a maioria dos usuários possui equipamentos que captam informações apenas do código C/A e/ou código C/A e portadora L1. Neste caso faz-se uso de alguns modelos, como, por exemplo, o de Klobuchar, com redução do erro nos posicionamentos absolutos de, aproximadamente, 50%. Nos posicionamentos relativos, com bases superiores a 20 Km, a utilização deste modelo não é a mais indicada. Neste contexto, este trabalho consiste no desenvolvimento de um método que possibilite modelar o atraso ionosférico através de um polinômio do segundo grau, baseado no ajustamento seqüencial de observações. As informações necessárias para esta modelagem são advindas das estações GPS da Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo. Isto possibilita, em posicionamentos absolutos, determinar o atraso ionosférico de uma forma mais eficiente que o obtido pelo modelo de Klobuchar. Em posicionamentos relativos, para os usuários de equipamentos de simples freqüência, tal modelagem permite a geração de um código com características semelhantes ao código P2. Assim, com os dados gerados por receptores de uma freqüência, é possível processar vetores de bases longas por meio da solução iono free code. Os resultados obtidos indicam que tal metodologia pode ser uma alternativa eficiente para minimizar o efeito ionosférico no posicionamento de pontos com o sistema GPS. Horizontalmente, através dos métodos de posicionamento Single Point e relativo, respectivamente, o modelo ionosférico proposto proporcionou uma melhoria de 39% e 26% se comparado com o modelo de Klobuchar. / Point positioning, with GPS, became an important tool applicable to the most different areas of the knowledge. However, in some situations, the requirement of high precisions brought the inconvenience of a high cost in the acquisition of dual receivers frequency. Despite of the technological advances, the ionosphere is one of the error sources that affect most point positioning. For users who have dual equipment frequency, this error is modeled with great efficiency through data processing with the ionosphere free solution. In Brazil the majority of the users has equipments that process C/A code information only and/or C/A code and L1 carrier. In this case it is necessary to use some models, for example the Klobuchar model, with error reduction of approximately 50% in absolute point positioning. In the relative positioning, with baselines longer than 20 Km, the use of this model is not indicated. Thus, this work consists in developing a method that makes possible to model the ionospheric delay using a second degree polynomial, based on sequential adjustment of observations. The necessary information for this modeling is obtained from GPS stations that compose the RBMC (Brazilian Network for Continuous Monitoring of GPS). Thus it is possible to determine the ionospheric delay in a more efficient way in absolute positioning than when using the Klobuchar model. In relative positioning, for single frequency users, such modeling allows the generation of a code, with similar characteristics to the P2 code. Hence, with data generated by single frequencies, it is possible to process long base line vectors, using the iono free code solution. The results obtained indicate that such methodology can be an efficient alternative to minimize the ionospheric effect in the GPS point positioning. Horizontally, through the methods of positioning Single Point and relative, respectively, the ionospheric model considered provided an improvement of 39% and 26% if compared with the Klobuchar model.

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