Alguns conceitos sobre as observáveis GNSS mais utilizadas serão abordados nesta coluna. São elas a pseudodistância e a fase da onda portadora. A primeira tem um nome estranho, mas na realidade nada mais é do que a medida de distância entre a antena do satélite, no instante de transmissão do sinal, e a antena do receptor, no instante de recepção. Logo, um tipo de medida comum aos profissionais das áreas de agrimensura e cartografia. Muitas vezes ela é identificada como medida do código, em razão do processo de correlação do código utilizado na realização da medida. A precisão dessa medida fica na ordem métrica. Já a segunda, a fase da onda portadora, não é tão familiar. O canal do receptor, ao sintonizar o satélite e iniciar o processo de medida, identifica a diferença de fase entre o sinal que chega do satélite e aquele que é gerado no receptor. Resulta numa medida fracionária (f), que será sempre menor que o comprimento de onda (um ciclo), mas com precisão muito superior à medida de distância (código).

Logo, para posicionamento de alta acurácia, a observável fundamental é a fase da onda portadora, muito embora as medidas de distâncias também sejam utilizadas. Porém, a medida da fase é ambígua, pois não se sabe o número de ciclos inteiros (N) que comporta a distância entre o satélite e o receptor.

Medida de Fase

A partir da sintonia com o satélite, o receptor controla o número de ciclos inteiros que entra no mesmo, ou seja, a segunda e demais medidas serão compostas de uma parte fracionária acrescida no número de ciclos inteiros que foram contados desde a última medida. Na tabela, mostra-se um trecho com cinco medidas de pseudodistância e fase da onda portadora para o satélite E31 (Giove A) do Galileo.

O número inteiro de ciclos entre o receptor e o satélite, no instante da primeira medida, deve ser solucionado. Uma vez que tal solução seja obtida, pode-se realizar posicionamento com precisão de um a dois centímetros em tempo real. Esse é o princípio básico do Real Time Kinematic (RTK). Embora pareça simples, a solução requer pelo menos dois receptores rastreando os satélites visíveis da constelação. A solução da ambiguidade requer que se formem as duplas diferenças, onde vários erros são eliminados ou reduzidos. Para RTK, um link de comunicação é indispensável, o qual transmite os dados do receptor base (r1) para o móvel (r2), onde os dados são processados.

Princípio básico do RTK

Vários algoritmos foram desenvolvidos para realizar a solução do vetor de ambiguidades, sendo que um bastante conhecido é o Lambda, desenvolvido na Universidade de Delft. Mas um assunto muito importante a ser colocado nesta arena de discussão é a validação da solução do vetor de ambiguidades, que passa despercebida em vários programas comerciais de processamento de dados GNSS, bem como em normas e relatórios técnicos.

E aí perambula um grande perigo! Vale muito mais uma solução real (float) das ambiguidades, dentro de um determinado nível de precisão, do que uma solução inteira (fix) incorreta, o que levaria a uma estimativa altamente precisa, mas totalmente tendenciosa. Validação da solução das ambiguidades será o assunto da próxima coluna.

João Francisco GaleraJoão Francisco Galera Monico é graduado em engenharia cartográfica pela Universidade Estadual Paulista (Unesp), com mestrado em ciências geodésicas pela Universidade Federal do Paraná (UFPR) e doutorado em engenharia de levantamentos e geodésia espacial pela Universidade de Nottingham. Atualmente é professor livre docente e líder do Grupo de Estudo em Geodésia Espacial (Gege) da Unesp. Autor do livro Posicionamento pelo GNSS
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