Efeito varia de acordo com o local e o ambiente no qual a antena se encontra

A antena de um receptor GNSS1 capta um sinal resultante de diferentes direções. A direção desejada é aquela que representa a distância direta entre as antenas do satélite e do receptor. Contudo, outros sinais, espúrios, podem existir devido a reflexões da frente do sinal direto em superfícies próximas. Este sinal refletido é o chamado efeito do multicaminho2 .

O receptor não é capaz de identificar o que é e o que não é multicaminho. Assim sendo, o efeito se faz presente e afeta o posicionamento baseado tanto em observações de pseudo-distância (código) quanto de fase da portadora.

Existem diversos outros erros que afetam as observações coletadas por um receptor GNSS. Entretanto, a maioria pode ser eliminada ou modelada com grande precisão. O multicaminho, contudo, continua sendo um empecilho para que se atinja, de forma rotineira, uma precisão compatível com receptores modernos. Os últimos avanços tecnológicos nos permitem dizer que alguns dos receptores mais modernos e avançados têm capacidade de coletar observações de fase da portadora com 0,1 milímetro e observações de pseudo-distância ao nível de 10 centímetros.

Todos os fabricantes de receptores alardeiam que possuem algum tipo de forma de tecnologia de atenuação do multicaminho. Contudo, muita desta informação permanece como propriedade e confidencial. Ainda assim, este avanço tecnológico ao nível do receptor não se traduz a nível de precisão do posicionamento, que é variável dependendo das condições e ambiente do levantamento, principalmente em se tratando de levantamentos rápidos ou cinemáticos.

É difícil obter benefício completo desta capacidade observacional, apenas em situações onde o ambiente no qual a observação se dá seja benigno. Geralmente, a resolução final é algumas vezes pior. Esta diferença entre o possível e o realizável pode ser atribuída em parte ao multicaminho. Deste modo, se precisões ao nível milimétrico, ou até mesmo submilimétrico, se tornarem possíveis, será em parte devido ao sucesso de se eliminar o multicaminho.

E isto não é tarefa fácil. Além dos avanços tecnológicos a nível do receptor, que como foi dito é muitas vezes secreto, a única maneira de efetivamente eliminar o multicaminho é através de tratamento ao nível das observações.

pag32 O intrigante efeito do multicaminho

Existem diferentes abordagens para lidar com o multicaminho. A mais adotada pela comunidade geodésica se concentra na análise das observações brutas de pseudo-distância e de fase da portadora em três situações particulares: antes, durante ou depois da determinação da posição do receptor.

A análise das observações baseada na repetição da geometria dos satélites é de todas a que vem sendo utilizada há mais tempo pela comunidade. Ela se baseia no fato de que a assinatura provocada pelo multicaminho nas observações repete-se com a geometria da constelação dos satélites. Mais recentes são as técnicas baseadas em algorítimos de filtragem, que visam eliminar das observações feições que se assemelham ao multicaminho. Dentro destas abordagens encontram-se aquelas que se valem da relação entre sinal e ruído, que decresce com o aumento do multicaminho. O problema de se sistematizar tais abordagens é devido ao fato do multicaminho ser um efeito que varia com o local e o ambiente no qual a antena se encontra.

Uma abordagem interessante e promissora, que venho trabalhando em colaboração com o Prof. Júlio César Farret, da UFSM, se vale da combinação de duas antenas. Veja a figura que ilustra esta coluna. Nela, duas antenas são colocadas lado a lado. As observações de fase da portadora coletadas por ambas as antenas são combinadas formando simples diferenças. Esta combinação permite a eliminação de todos os efeitos, restando apenas o efeito do multicaminho e ruído. Os parâmetros do multicaminho são estimados por um filtro de Kalman e o multicaminho é tratado como se fosse gerado por uma única fonte. Esta abordagem está sendo também aplicada para um único receptor. Resultados desta abordagem vêm sendo publicados em conferências no Brasil e no exterior.

O efeito do multicaminho vem sendo tratado por diferentes grupos, com diferentes abordagens. Devido a característica variável deste efeito, nenhuma das abordagens tornou-se padrão junto a comunidade. Talvez ainda exista necessidade de compreendê-lo melhor. Ainda existe muito trabalho a ser feito para lidar com este efeito, que continua intrigante.

Marcelo Carvalho dos Santos é Ph.D. em Geodésia e Engenharia Geomática pela Universidade de New Brunswick, Canadá, onde é professor adjunto e membro do Laboratório de Pesquisa Geodésica. Tem também atuado com consultor em projetos internacionais. msantos@unb.ca