Métodos de Posicionamento GNSS

O posicionamento GNSS está relacionado à determinação das coordenadas de um ponto em relação a um sistema de referência. Podendo ser classificado como absoluto, relativo, ou DGPS, em estático ou cinemático, e em relação ao tempo do posicionamento como pós-processado ou em tempo real.

Métodos Absolutos

A principal diferença entre os métodos absolutos e os métodos relativos é que no primeiro, utiliza-se apenas um receptor, enquanto que nos métodos relativos são utilizados dois ou mais receptores. O método absoluto associa as coordenadas diretamente ao geocentro.

No posicionamento por ponto, em tempo real, o posicionamento é realizado através das pseudodistâncias derivadas do código C/A e as efemérides transmitidas. Este método é bastante utilizado em navegação e levantamentos expeditos. A precisão pode chegar em torno de 10 m.

O posicionamento por ponto preciso “PPP” utiliza as pseudodistâncias e/ou fase da onda portadora, de uma ou duas frequências, corrigidas com as efemérides precisas e correções dos relógios dos satélites, erros da troposfera, erros da ionosfera. Podendo ser pós-processado ou em tempo real (NTRIP). A acurácia está na casa dos centímetros.

Métodos Relativos

Os métodos relativos caracterizam-se pela utilização de dois ou mais receptores, de uma ou duas frequências, sendo que no mínimo um receptor é usado como base. Os receptores rastreiam simultaneamente os satélites. As coordenadas são determinadas com relação a um referencial materializado com um ou mais vértices de coordenadas conhecidas. São formadas às linhas de base ΔX, ΔY e ΔZ, e com as coordenadas conhecidas das estações de base ou de referência, são proporcionadas as coordenadas do ponto de interesse. De forma geral, é utilizado as duplas diferenças como observações fundamentais.

Estático

A observável normalmente adotada no posicionamento relativo estático é a dupla diferença da fase de batimento da onda portadora, muito embora possa também se utilizar a dupla diferença da pseudodistância, ou ambas. Os casos em que se tem as duas observáveis proporcionam melhores resultados em termos de acurácia. Neste tipo de posicionamento, dois ou mais receptores rastreiam, simultaneamente, os satélites visíveis por um período longo de tempo, que pode variar de dezenas de minutos (20 minutos no mínimo) até algumas horas. Precisão da ordem de milímetros.

Estático Rápido

O método estático rápido é semelhante ao método estático, diferenciando-se pelo menor tempo de rastreio nos pontos a serem determinados, com duração menor que 20 minutos. O receptor é desligado durante o deslocamento de uma estação para outra. Precisão na ordem de centímetros.

Semi-Cinemático

O método semi-cinemático caracteriza-se por manter a sintonia com os satélites durante o deslocamento, mesmo sem armazenar as observações.

Cinemático

No método cinemático, o receptor coleta dados enquanto está se deslocando, o que permite estimar as coordenadas de sua trajetória.

RTK

O RTK (Real Time Kinematic) é o posicionamento relativo em tempo real. É composto por dois receptores (de dupla ou simples frequência) com as respectivas antenas, link de comunicação (para transmitir e receber correções e/ou observações da estação de referência) e software apropriado para realizar o processamento e a validação dos dados. O RTK se baseia no posicionamento relativo, utilizando as correções da fase da onda portadora recebidas no receptor base (de coordenadas conhecidas e precisas), via link de rádio, em algoritmos de resolução de ambiguidades em tempo real (On The Fly – OTF) no ajustamento sequencial (ou recursivo) das observáveis, permitindo determinar em tempo real a posição do receptor rover. Em geral, procede-se a combinação linear da dupla diferença da fase, podendo, dependendo da estratégia de implementação computacional, se utilizar de recursos de combinações lineares entre as portadoras. Quando utilizado de várias bases conectadas tem-se o RTK em rede. Precisão na ordem dos centímetros.

Diferencial GPS (DGPS)

O conceito de DGPS envolve o uso de um receptor estacionário em uma estação com coordenadas conhecidas, rastreando todos os satélites visíveis. O processamento dos dados nessa estação (posicionamento por ponto) permite que se calculem as correções posicionais, bem como as pseudodistâncias.

As discrepâncias em coordenadas são transmitidas para os usuários. Em intervalos preestabelecidos, correções de pseudodistâncias e suas variações, geradas a partir das diferenças, são transmitidas para os usuários, os quais as aplicam às pseudodistâncias coletadas.

O Método DGPS foi desenvolvido para que fossem reduzidos os efeitos advindos da disponibilidade seletiva (SA), implementada nos satélites GPS e desativada em 2000. Diferente dos métodos relativos, não há linhas de base ligando a estação-base a estação de interesse, as correções estimadas na estação-base são aplicadas nas coordenadas ou pseudodistâncias da estação a determinar. Afim de melhorar o desempenho do DGPS foi criado o WADGPS (Wide Area DGPS).