Modelo regional da ionosfera para uso em posicionamento com receptores GPS de uma frequência

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Camargo, Paulo de Oliveira
Data de Publicação: 1999
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/48840
Resumo: Orientadores: João Francisco Galera Monico, Luiz Danilo Damasceno Ferreira
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spelling Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências da Terra. Programa de Pós-Graduação em Ciências GeodésicasMonico, João Francisco GaleraFerreira, Danilo DamascenoCamargo, Paulo de Oliveira2024-03-04T20:20:44Z2024-03-04T20:20:44Z1999https://hdl.handle.net/1884/48840Orientadores: João Francisco Galera Monico, Luiz Danilo Damasceno FerreiraTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Ciências GeodésicasResumo: 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.191 f. ; 30 cm.application/pdfDisponível em formato digitalSistema de Posicionamento GlobalIonosferaGeodésiaModelo regional da ionosfera para uso em posicionamento com receptores GPS de uma frequênciainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALT - PAULO DE OLIVEIRA CAMARGO.pdfapplication/pdf6514633https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/48840/1/T%20-%20PAULO%20DE%20OLIVEIRA%20CAMARGO.pdf3d4a3be39097e655ff9ccebf48263cbbMD51open access1884/488402024-03-04 17:20:44.503open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/48840Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082024-03-04T20:20:44Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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