Régis Bueno demonstra pontos fundamentais para otimizar o uso da tecnologia GPS

Todas as técnicas empregadas para determinar posições necessitam de um planejamento. Desde o mais rudimentar levantamento topográfico executado a bússola até os mais complexos sistemas geodésicos, cada qual com seus requisitos.

O objetivo do artigo deste número é fornecer, em linhas gerais, algumas informações úteis para se realizar posicionamentos usando a tecnologia GPS no método relativo. Não trataremos do tema em maior profundidade, limitaremos o assunto a alguns tópicos básicos apenas, voltados para a realização de uns poucos pontos de apoio.

Quanto maior e mais precisa a rede de pontos a realizar, maior a necessidade de planejamentos. As redes mais complexas necessitam de um projeto abrangendo desde o projeto geométrico até a logística das operações, além do planejamento de missões.

Este último tem sua importância antes de se sair a campo para realizar observações, pois é necessário avaliar certos aspectos que envolvem o posicionamento e planejar a missão, ou seja, avaliar um conjunto de condições sob a qual se dará a realização das sessões de observação GPS, sob o ponto de vista da geometria da rede, percursos e a disponibilidade de satélites.

Tratando-se de poucos pontos, digamos na quantidade de 1 a 3 com proximidade de centenas de metros ou até quilômetro, o planejamento pode ser mais simples na maioria dos casos. Fiquemos, a título de exemplo, com a determinação de um ponto.

Em primeiro lugar é conveniente identificar o local do posicionamento em uma carta topográfica ou mesmo com ajuda do Google Earth, por exemplo, e depois quais os pontos de controle que serão empregados. O conhecimento dos pontos estabelecidos pelo IBGE pode ser obtido no site http://www.ibge.gov.br/home/geo-ciencias/geodesia/, no banco de dados geodésicos.

Quanto maior a proximidade dos vértices oficiais, mais fácil o posicionamento, caso contrário os requisitos se tornam mais exigentes em vários aspectos, pois será necessário o emprego de receptores com dupla freqüência, maior tempo de observação e o processamento é mais complexo.

Encontrados os pontos desejados deve-se baixar a monografia de cada um (relatório) cujo comando pode ser encontrado no final da lista de pontos.


Fig. 1: Banco de dados geodésicos do IBGE.

Com estas informações pode ser delineada uma estratégia de controle da propagação de erros e verificação da precisão do posicionamento a ser realizado. É conveniente providenciar para que haja um controle com redundância, mas sem exageros para que os custos não se elevem além do necessário.

Um projeto com um mínimo de confiabilidade seria um triângulo formado por, pelo menos, 4 vetores independentes. Nesta figura geométrica, dois dos vértices seriam apoios do SGB, considerada a adequada precisão posicional em relação à tolerância do posicionamento a ser realizado. O terceiro vértice seria o ponto a determinar.

As irradiações devem ser evitadas, pois da mesma forma que na poligonação por estação total, no GPS não há controle neste tipo de determinação, permanecendo-se unicamente com uma estimativa produzida através da precisão nominal do equipamento ou os parâmetros estatísticos obtidos pelo cálculo da solução do vetor, o que se caracterizam por práticas imprudentes.

Conhecida a posição aproximada de todos os vértices envolvidos no levantamento, mediante uso da carta ou posicionamento absoluto, obtido em vistoria ao local, bem como das monografias dos vértices do SGB, deve-se inseri-los em um programa para planejamento de missões, o qual é fornecido com o programa de processamento, da mesma forma que o módulo de ajustamento vetorial.

Com este módulo pode-se verificar o impacto das obstruções e o fator DOP, por exemplo, avaliando a constelação disponível e colhendo subsídio para decidir quando realizar as observações e por quanto tempo é necessário estendê-las.

Porém antes de iniciar o planejamento pode ser importante neste momento ter conhecimento do local e saber se realmente apresenta condições para realizar as observações GPS. Portanto, neste caso, é preciso vistoriar o local.

A escolha de um local apropriado para observações com objetivos ao posicionamento preciso é um fator importante para esta tecnologia, pois é necessário evitar que o sinal recebido pela antena seja interrompido ou que a utilização do ponto seja prejudicada para outra tecnologia que se pretenda empregar, por exemplo.

Também é preciso considerar além dos aspectos relativos ao objetivo do levantamento e das observações em si. Podem ser importantes aspectos relativos ao tempo de deslocamento, por exemplo. A título de orientação podem ser feitas simples recomendações.

A adoção delas no seu levantamento pode significar muito ou pouco, conforme os objetivos e as especificações; porém em boa parte dos casos o impacto decorrente de sua desconsideração é significativo.

Portanto, o responsável pelo levantamento deve considerar aspectos tais como:

§ Horizonte não obstruído, observado o efeito do ângulo de mascaramento e utilização de equipamentos convencionais;
§ Evitar a proximidade de estruturas que possam causar reflexão de sinais;
§ Local com solo adequado à implantação dos marcos;
§ Locais protegidos e de fácil acesso;
§ Em casos onde não houver uma definição clara do efeito causado pelas obstruções, é necessário confeccionar um mapa de obstruções, como será mostrado mais adiante.

Em locais com vegetação, os sinais dos satélites sofrem perdas de potência ou bloqueios devido à folha, galhos e aos troncos, na sua trajetória, prejudicando ou inviabilizando as observações com GPS.

A obstrução dos sinais pode ser contornada com uso de torres, tal como empregado no passado nas redes geodésicas, ou mastros, desde que se verifique a viabilidade do seu emprego.


Fig. 2: Ângulo de mascaramento

Quando não houver outro meio a não ser a abertura de uma clareira, a qual deverá ser justificada perante os objetivos e autorizada pelos órgãos competentes, deve-se minimizar o abate de árvores estimando a sua altura média e obtendo o raio mínimo da seguinte forma:

r=(Ha – HI)
       tan a

onde:
r raio da clareira;
Ha altura dos objetos;
HI altura da antena;
a ângulo de mascaramento.

Este procedimento, já apresentado nesta coluna em outro artigo, também pode ser empregado para avaliar a distância mínima de qualquer objeto que atrapalhe a visibilidade.

No próximo artigo daremos continuidade ao assunto.

Régis Bueno
Engenheiro agrimensor, Msc., diretor da Geovector Engenharia Geomátical
regisbueno@uol.com.br