Análise da influência dos parâmetros de calibração de antenas de receptores GPS no posicionamento de alta precisão

Abstract

Resumo: Para se obter alta precisão e acurácia em um posicionamento deve-se atentar para todos os fatores que influenciam no resultado. Assim, em posicionamentos GPS (Global Positioning System) é necessário a eliminação parcial ou total dos erros presentes nas observações, particularmente os sistémicos. Um destes erros é o erro de centro de fase da antena GPS. Ele é diretamente dependente da antena utilizada, porque cada antena tem suas características próprias de construção e recepção do sinal GPS. Portanto, é de extrema importância o conhecimento individual do centro de fase da antena (Phase Center Offset - Phase Center Variation). Existem parâmetros fornecidos pelos NGS (National Geodetic Survey), no entanto, esses valores são médios e não valores próprios das antenas usadas nos posicionamentos GPS. Os parâmetros individuais das antenas, neste trabalho, foram fornecidos pela BCAL/UFPR (Base de Calibração de Antenas GNSS na UFPR). Foram realizados posicionamentos GPS em nove pontos, escolhidos de forma que cada três pontos tivessem comprimentos de linha de base similares (9 km, 45 km e 105 km). Para cada comprimento de linha de base os rastreios GPS seguiram simultâneos. Foi aplicado o Método de Posicionamento Relativo Estático, com um intervalo de gravação de dados igual à 15 segundos, máscara de elevação de 15° e duração dos rastreios de 6h. Na comparação das altitudes elipsoidais e dos comprimentos das linhas de base, foram encontradas diferenças significativas, entre o não emprego de parâmetros e a inserção dos parâmetros próprios da BCAL/UFPR no processamento dos dados, da ordem do centímetro. Quando analisada a altitude elipsoidal, foi observado que 83,33% dos processamentos, com linhas de base médias e longas, a precisão imposta só foi alcançada com a aplicação dos PCO-PCV próprios das antenas. Salienta-se que, os resultados obtidos com os valores da BCAL/UFPR, são provenientes da utilização de parâmetros próprios, desta forma, fiéis às antenas utilizadas, enquanto que os fornecidos pelo NGS são valores médios.

Abstract: To obtain high precision and accuracy in a position to pay attention to all factors that influences in this result. Thus, in positions GPS (Global Positioning System) is necessary in partial or total elimination of the errors present in the observations, particularly systemic. One of these errors is the error of phase center of GPS antenna. This is directly dependent on the antenna used, because each antenna has its own characteristics of construction and GPS signal reception. Therefore, it is extremely important to know individual phase center antenna (Offset Center Phase - Phase Center Variation). There are parameters provided by the NGS (National Geodetic Survey), however, these values are average values and do not own the antennas used in GPS positioning. Individual parameters of the antennas in this work were provided by BCAL/UFPR (Base de Calibração de Antenas GNSS na UFPR). Were made nine points positions GPS, chosen so that three points have lengths similar baseline (9 km, 45 km and 105 km). For each length of the baseline screening GPS followed simultaneously. We used the Static Relative Positioning Method, with a data recording interval equal to 15 seconds, elevation mask of 15 ° and duration tracking of 6 hours. Comparing the ellipsoidal heights and lengths of the baselines, significant differences were found between the parameters of non-employment and the inclusion of the very parameters of BCAL/UFPR in data processing, in order of centimeters. When we analyzed the ellipsoidal height, it was observed that 83,33% of the processing, with baselines medium and long, precision imposed was only achieved with the application of PCO-PCV own antennas. It should be noted that the results obtained with the values of BCAL/UFPR are from the use of specific parameters, thus faithful to antennas used as the ones provided by NGS are average values.