O Passado e o Futuro da Maior Rede de Monitoramento de GPS no País
A Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo do Sistema GPS (RBMC) começou a ser implantada no final de 1996, quando a Fundação Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) efetuou a instalação das estações de Curitiba (PR) e de Presidente Prudente (SP). No final de 2002, a RBMC encontrava-se constituída por um total de 15 estações estabelecidas ao longo do território brasileiro.
Apresento-lhes aqui a trajetória do funcionamento da rede no período citado e também suas perspectivas para o futuro.
Uma história de sucesso
Seguindo a tendência mundial do estabelecimento de redes GPS (Global Positioning System) permanentes, o IBGE, por intermédio de seu Departamento de Geodésia (DEGED), e em colaboração com o Fundo Nacional de Meio Ambiente (FNMA) e com a Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (EPUSP), iniciou, em 1996, o estabelecimento da RBMC.
Tendo por objetivo construir uma infra-estrutura geodésica de referência para posicionamentos, a RBMC utilizou as mais modernas técnicas apoiadas no GPS, o que facilitou assim o emprego do sistema pelo usuário e, ao mesmo tempo, garantiu a qualidade dos resultados obtidos. Cabe destacar que a rede é também a principal ligação com os sistemas de referência globais.
Devido ao crescente avanço e popularização do GPS, cada vez mais usuários utilizam esta tecnologia, e as redes ativas (McArthur and Steeves, 1988) desempenham importante papel nas diferentes aplicações.
A RBMC pode ser utilizada tanto para trabalhos práticos quanto para pesquisas científicas. Ela é extremamente vantajosa para aqueles que fazem uso da técnica de posicionamento relativo e que necessitam ocupar simultaneamente uma estação com coordenadas conhecidas para o desenvolvimento dos levantamentos, sejam eles geodésicos ou topográficos. A RBMC oferece o serviço de estação base (referência), garantindo aos usuários alto nível de precisão nas suas coordenadas e maior produtividade nos levantamentos, o que leva a custos menores. Existe também a possibilidade de se usar mais de uma estação da RBMC como base, garantindo assim o aumento da confiabilidade da determinação.
A demarcação de terras, a determinação de pontos de controle para apoio ao mapeamento, a definição de limites internacionais, são exemplos da utilização prática da RBMC. Na área científica, a permanente coleta de observações permite o cálculo contínuo das coordenadas das estações constituintes, monitorando, deste modo, as deformações da crosta terrestre. Conseqüentemente, a rede permite quantificar a variação temporal das coordenadas do Sistema Geodésico Brasileiro (SGB), proporcionando um referencial constantemente atualizado aos usuários.
Estudos estão sendo desenvolvidos a fim de ampliar ainda mais o campo de aplicação da RBMC. Um exemplo é o desenvolvido pela Universidade do Hawaii e a Universidade Estadual Paulista (UNESP), de Presidente Prudente, que trata do teor do vapor d`água na atmosfera, como o objetivo de gerar suporte ao que hoje denomina-se meteorologia por GPS. Também merece destaque o uso dos dados das estações nos trabalhos de cálculo para determinação de modelos ionosféricos para o território brasileiro, que se encontra em andamento no Instituto Tecnológico e Aeronáutico (ITA), na Universidade de São Paulo/EPUSP e UNESP, de Presidente Prudente.
Além de todas essas qualidades, a operação da RBMC é extremamente eficiente. Desde sua concepção, ela encontra-se baseada no funcionamento automático das estações e na transferência diária dos arquivos de observação para o Centro de Controle da RBMC (CC), no Rio de Janeiro. Assim sendo, os arquivos de dados referentes a uma data qualquer são colocados à disposição dos usuários no dia seguinte ao da observação. Antes de disponibilizar as observações para os usuários, é realizado o controle de qualidade dos dados. Comprovando-se esta qualidade, estes conteúdos são liberados na Internet.
Um Futuro otimista
Toda esta tecnologia não poderia deixar de evoluir junto com a sociedade. A RBMC está passando por uma atualização de equipamentos (micro computadores) e software, com vistas a melhorar o desempenho e gerenciamento das estações. Neste sentido, está sendo efetuada a substituição do programa de comunicação, de forma a permitir a transferência direta dos arquivos de observação via Internet.
O passo seguinte representará um marco no funcionamento da rede, com a transmissão em tempo real dos dados coletados para o CC, o que permitirá o cálculo de correções WADGPS para os usuários. No âmbito deste melhoramento, está prevista ainda a redução da taxa de observação das estações de 15 para um segundo, o que suportará aplicações em tempo real num futuro próximo.
Outra etapa em andamento é a da densificação da RBMC. Na figura 1, destaca-se a integração à rede – ocorrida em 2003 – de quatro estações de operação contínua administradas pela Centrais Elétricas de Minas Gerais (CEMIG), que, devido à sua área de abrangência, possibilitaram a densificação da rede na região sudeste do país.
Cabe destacar que também estão sendo mantidas negociações com a Universidade de São Paulo/Escola de Engenharia de São Carlos (USP/EESC) e com a Universidade de Campinas (UNICAMP) no sentido de integrar suas estações, que se encontram em fase de estabelecimento, à RBMC. Com o estabelecimento de seis estações do SIVAM ainda em 2003, grande parte (cerca de 80%) da região amazônica estará recoberta nos mesmos padrões do restante do país.
Segundo a distribuição das estações, usuários de GPS em qualquer lugar do país não se encontram a mais de 500 km de pelo menos uma das estações, excetuando-se a região Amazônica. Dependendo dos procedimentos de observação, cálculo e do receptor utilizado, os usuários podem obter precisões que variam de um metro a alguns milímetros usando-se a RBMC como referência.
Configuração das Estações
Todas as estações da RBMC apresentam a seguinte configuração:
– Receptor geodésico de dupla freqüência, que coletam, continuamente, observações de código e fase das ondas portadoras;
– Antena Choke Ring para minimizar os efeitos de multicaminhamento;
– Micro Computador, responsável pelo controle e operação da estação;
– Sistemas diversos de fornecimento de energia;
– Sistemas de comunicação para controle remoto das estações e transferência dos arquivos de dados.
Cada estação é materializada através de um pilar estável, dotado de um pino com dispositivo de centragem forçada, conforme exibido na Figura acima. São coletadas observações de código e fase (L1/L2), a uma taxa de 15 segundos, sendo sua disponibilização efetuada em formato RINEX2 (Receiver INdependent EXchange format 2).
Kátia Duarte Pereira
katiaduarte@ibge.gov.br
Jardel Aparecido
jardel@ibge.gov.br
Luis Paulo Souto Fortes
fortes@ibge.gov.br