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Precisão no transporte de coordenadas

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Bastões graduados, se usados inadequadamente, podem introduzir erros indesejáveis nas coordenadas a serem determinadas. No transporte de coordenadas precisas, um grande cuidado deve ser tomado em todo o processo de determinação das mesmas. A centragem e a medição da altura da antena do receptor GPS, durante o processo de transporte de coordenadas, são responsáveis por grande parte dos erros nas determinações precisas. Para a realização deste trabalho, foram efetuados quatro tipos de rastreios em campo, utilizando-se softwares para o processamento e o ajustamento das coordenadas. Depois de completadas estas etapas, avaliou-se a influência da variação da altura do bastão graduado, tentando definir o uso correto desse equipamento em transporte de coordenadas e apoio para fotogrametria.

Para a realização deste trabalho foram utilizados pontos “próximos”, a uma distância menor que 900 metros, na Cidade Universitária da USP, em São Paulo (SP), por motivos logísticos e para evitar diferença entre condições climáticas dos locais.

No vértice P1, situado na raia olímpica da USP, foi colocada a base ligada intermitentemente durante o dia. O outro vértice escolhido foi o RN05, em frente ao Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT), sendo que nesse ponto, para a aquisição de dados do rover, foi variada a altura do bastão graduado e obtidos os dados da Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo (RBMC). Para a execução dos trabalhos, foram utilizados um receptor L1 e L1/L2 no P1 e um receptor L1 no RN05, um bastão graduado com variação de leituras de 1,5 a 4,5 metros, com tempo de aquisição de 60 minutos ininterruptos com duas quebras de setores S1 e S2 de 30 minutos cada.

Para cada dia de campo houve um prévia programação, verificando-se a possibilidade de uso do local de rastreio e dos equipamentos de campo, para aferir também qual era o horário de pior DOP (deve estar abaixo de 3,5), além das condições atmosféricas favoráveis.

Vista aérea do local do rastreio na USP

Alguns problemas correlatos ocorreram, como por exemplo:

– Ocorrência de tempestades com raios no período da tarde, sendo necessário abortar a missão, afim de manter a integridade tanto do operador quanto do equipamento;

– Falha de gravação de pontos no receptor base, sendo necessário efetuar novamente o rastreio, porém com um receptor L1/L2.

Após feita a coleta de dados em campo, foram baixados os arquivos dos receptores base e rover. No dia seguinte ao rastreio, foi utilizado o arquivo Rinex referente à RBMC da USP. Após concluída esta etapa, utilizou-se para o processamento e ajustamento das coordenadas precisas o software GPSurvey 235, da Trimble, pois o mesmo consegue obter uma maior interatividade no ajustamento das coordenadas. Porém, como no último rastreio foi utilizado um receptor GPS L1/L2, houve a necessidade de utilizar um software com as mesmas características do GPSurvey, mas que pudesse ler os arquivos Rinex do receptor L1/L2. Assim, foi utilizado o GNSS Solutions da Ashtech.

Receptor GPS rastreando no Vértice RN05
Receptor GPS rastreando no Vértice RN05

Tabela de resultados das coordenadas em função da variação do bastão graduado

Resultados

As resultantes das coordenadas ajustadas indicam que, quanto maior a altura da antena, maior a discrepância entre a coordenada calculada e a coordenada verdadeira do vértice. A componente N das discrepâncias das coordenadas apresentou apenas um valor negativo, em oito possíveis, indicando uma significativa tendência positiva na coordenada. Já a componente E das discrepâncias das coordenadas apresentou três valores negativos, em oito possíveis, indicando fraca tendência positiva.

Em cinco alturas, a componente Delta E das discrepâncias foi maior que a componente Delta N.

Como pode ser observado nas resultantes, há um aumento relativamente constante e aceitável entre as coordenadas verdadeiras e calculadas até a altura de 3,5 metros. Como também pode ser observado nas resultantes das discrepâncias, entre 3,5 e 4 metros acontece um aumento significante entre as coordenadas verdadeiras e calculadas.

Os valores das resultantes das discrepâncias das coordenadas da tabela indicam que, a partir de 4,2 metros de altura da antena, as discrepâncias das coordenadas aumentaram quase três vezes se comparadas com as encontradas com a antena a até 3,5 metros, e chegaram a quase seis vezes se comparadas às discrepâncias encontradas com a antena a até dois metros.

Como a precisão nominal do equipamento 4600LS é de 5 milímetros +/- 1ppm, e a distância entre o P1 e o vértice RN05 do IPT é de 752,5 metros, aproximadamente, conclui-se que a influência máxima do equipamento nessa distância é de 0,005 metro. Observando as resultantes das discrepâncias das coordenadas verdadeiras e lidas, percebe-se que os bastões podem ter causado alguma influência nas coordenadas a partir de 2,5 metros de altura de antena.

Recomendações

Para que o bastão graduado possa ser montado com segurança e estabilidade, conforme a experiência vivida em campo, constatou-se que, ao aplicá-lo em alturas de até três metros, obteve-se resultados mais adequados, na relação custo/benefício, ou seja, entre o manuseio do bastão e o resultado obtido, levando-se em conta barreiras encontradas ao redor do receptor, tais como muros, veículos, construções e árvores.

A partir desta altura, houve uma gradativa dificuldade no posicionamento e nivelamento do bastão graduado. Para obter-se uma efetiva melhora em sua estabilidade e nivelamento, deve-se deixar o “curso” do bastão graduado entre as partes medianas do mesmo, afim de evitar uma maior inclinação do acessório.

Em dias chuvosos, foi constatado que há uma maior dificuldade na estabilização e nivelamento do receptor. Quando houver a ocorrência de tempestades com raios, o rastreamento deve ser abortado, pois o receptor usado em campo aberto pode acabar tendo a função de um para-raio, comprometendo a integridade do equipamento e operador.

Após finalizar todo o trabalho de pesquisa em campo, processamento e ajustamento das coordenadas, e observando as resultantes das discrepâncias, conclui-se que o bastão graduado influenciou na determinação das coordenadas.

Há um indicativo de que o bastão esteja inclinado em alturas maiores. Com os valores da precisão nominal do equipamento 4600LS e a distância entre o P1 e o vértice RN05, conclui-se que o valor das resultantes em 0,005 metro é referente ao erro do próprio receptor.

Conclusão

Como pode ser observado nas resultantes das discrepâncias, das coordenadas verdadeiras e lidas, percebe-se que até 2,5 metros a influência não foi notada e até 3,5 metros o resultado é aceitável. Portanto, recomenda-se o seu uso deixando uma margem de segurança, utilizando o bastão em alturas de até no máximo três metros.

Levou-se também em conta a maior influência do vento sobre o bastão e a dificuldade encontrada em campo para centralizar e estabilizar o bastão graduado em alturas maiores de três metros.

Recomendações

Avaliando as resultantes das coordenadas ajustadas, quanto maior a altura da antena maior é a discrepância entre a coordenada calculada e a verdadeira do vértice.

Por motivo de prazo, logística e custo foram necessários quatro levantamentos para a aquisição dos dados em campo, executando-se gradativamente o processamento e o ajustamento dos mesmos.

Para um estudo mais apurado sobre este tema, seria necessário obter uma maior quantidade de amostras, utilizando-se uma redução da variação de altura do bastão graduado para 0,20 metro (desta forma, obter-se-ia um número maior de amostras); rastrear com tempos diferentes (por exemplo, com seções de uma hora), para uma melhor avaliação da influência; e efetuar os rastreios em bases maiores e também um maior número de leituras, que devem ser feitas com o bastão numa mesma altura.

Assim, haveria base para efetuar uma análise estatística com maior número de amostras e indicar para quais escalas de mapeamento esses acessórios podem ser utilizados.

Sendo assim, justifica-se a importância na continuação na pesquisa sobre este tema, que é de grande importância para as atividades de transporte de coordenadas, fotogrametria e de construção de bases cartográficas.

Daniel Adolfo HojdaDaniel Adolfo Hojda
Engenheiro mecânico
Especialista em geoprocessamento
danielhojda@yahoo.com.br

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