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GPS Aplicações topográficas e geodésicas Prof. Artur Caldas Brandão Escola Politécnica - UFBA Salvador-BA 2009.

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1 GPS Aplicações topográficas e geodésicas Prof. Artur Caldas Brandão Escola Politécnica - UFBA Salvador-BA 2009

2 Prof. Artur Caldas Brandão Formação: Doutorado em Engenharia / Cadastro Territorial – UFSC Mestrado em Ciências Geodésicas – UFPR – 1996 Engenheiro Agrimensor – EEEM/BA – 1984/87 Técnico em Agrimensura – EMARC-UR – 1982/83 Atividades na UFBA (desde 1992): Departamento de Transportes – Escola Politécnica Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – LABGEO Mestrado em Engenharia Ambiental Urbana (MEAU) Área de atuação: cadastro territorial - geodésia - topografia - cartografia - GPS mapeamentos - MNT - geoprocessamento - GIS/SIG Instrutor e coordenador de dezenas de cursos de extensão sobre GPS e geotecnologias na UFBA Colaborador da Norma Técnica de Georreferenciamento de Imóveis Rurais (INCRA, 2003) Membro do GT Reforma Cadastral (2008/2009) INCRA/RFB/Universidades(UFPE-UFSC-UFBA) Coordenador PROEXT/MEC/Cidades / UFBA – capacitação em geoprocessamento para prefeituras

3 Como se localizar em qualquer ponto do planeta e em qualquer instante? Desafio ! Antigo problema ! GPS / GNSS solução atual – tem limitações Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

4 Perfil da turma GPS - Aplicações topográficas e geodésicas Formação acadêmica dos participantes Necessidades em posicionamento e mapeamento Acesso a internet Utilizam GPS: Navegação Topográfico / geodésico Nunca usaram Participaram de curso sobre GPS Expectativas quanto ao curso Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

5 NAVSTAR - GPS NAVigation System with Time and Ranging - Global Positioning System GNSS Global Navigation Satellite System (GPS + GLONASS + GALILEO +...) Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

6 Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão Conteúdo do curso: Parte teórica: 1 Fundamentos de Geodésia. 1.1 Histórico, definição e finalidades da geodésia. 1.2 Forma da Terra – modelo plano, modelo esférico, modelo elipsóidico, geóide. 1.3 Coordenadas cartesianas, esféricas e elipsóidicas. 1.4 Sistema geodésico de referência - planimétrico e altimétrico, geocêntrico e topocêntrico. SAD-69, Córrego Alegre, WGS-84, SIRGAS, outros. 1.5 Sistema Geodésico Brasileiro – datum planimétrico, datum altimétrico. Redes de referências geodésicas. 2 Fundamentos de Cartografia. 2.1 Mapeamento - precisão posicional, mapeamento sistemático, qualidade cartográfica. 2.2 Sistemas de projeções cartográficas. 2.3 Sistema de projeção Universal Transversa de Mercator (UTM) – definição, características, fator de deformação linear, convergência meridiana. 3 Cálculos geodésicos. 3.1 Conexão entre sistemas geodésicos – transformações de coordenadas entre sistemas geodésicos. 3.2 Transformações entre coordenadas geodésicas elipsóidicas e coordenadas planas cartesianas do sistema UTM. 3.3 Transporte de coordenadas geodésicas elipsóidicas - problemas direto e inverso da geodésia. 3.4 Transporte de coordenadas planas cartesianas no sistema UTM. 4 Levantamentos geodésicos / posicionamento com GPS. 4.1 Finalidades dos levantamentos geodésicos – redes de referência, mapeamento topográfico, sistemas de informações geográficas. 4.2 Mapeamento georreferenciado. 4.3 Posicionamentos através de satélites artificiais - GPS, Glonass, Galileo, outros. 4.4 Posicionamento através do GPS – concepção do GPS, configuração do sistema, tipos de receptores métodos absoluto e relativo, levantamentos planimétricos e altimétricos, erros envolvidos, correções, vantagens e restrições, aplicações.

7 Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão Conteúdo do curso: Parte prática: 1 Exercícios - cálculos geodésicos 2 Prática de posicionamento GPS com receptores de navegação. 3 Prática de posicionamento GPS com receptores geodésico / topográfico. 4 Processamento dos dados GPS (posicionamento relativo) através de softwares específicos.

8 Engenharia de Agrimensura e Cartográfica Topografia Geodésia GPS Laser Scanner

9 O mais antigo mapa conhecido Catal Hjük, Anatólia, Asia, ~6300 a.C. Agrimensura cadastral sacerdotes egípcios (5000 a.C.) Engenharia de Agrimensura e Cartográfica - um pouco de história

10 Engenharia de Agrimensura e Cartográfica - um pouco de história Ajustamento por Mínimos Quadrados 1794 – Gauss Triangulação geodésica de Hannover Agrimensura e cartografia - Brasil

11 Engenharia de Agrimensura e Cartográfica - um pouco de história Base e o primeiro triângulo da rede geodésica na região do Rio Ipanema, vila de Campo Largo (Sorocaba-SP) Trabalho pioneiro no Brasil realizado por Theodoro Sampaio Fonte: Cintra, USP.

12 Sistema de Referência Geodésica Forma da terra Modelo plano Modelo esférico Modelo elipsóidico Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

13 Forma da Terra - histórico - concepção esférica Pitágoras ( aC) concepção filosófica - Terra esférica - sólido regular perfeito Aristóteles ( aC) mensiona dimensão da Terra esférica: C  63000km a 84000km - não indica o método Archimedes (~250 aC) mensiona dimensão da Terra esférica: C  47000km a 63000km - não indica o método Eratosthenes ( aC) medição da circunferência terrestre: C  39400km a 52500km Poseidonius (~100 aC) - C  35000km - observações astronômicas Ptolomeu ( dC) - pai da cartografia - grande influência na Europa C  28350km (R  4512km) I-Hsing (724 dC) - C  56700km (R  9024km) - observações astronômicas Al Mamum (820 dC) - C  39986km (R  6363km) Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

14 Forma da Terra - histórico - concepção esférica Eratosthenes ( aC) medição da circunferência terrestre: C  39400km a 52500km Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

15 Forma da Terra - histórico - concepção elipsóidica 1620 Snellius - medição de arco de meridiano - triangulação geodésica Cassini - achatamento equatorial Newton - achatamento polar 1730 Academia de Paris - medição de arco de meridiano próximo do equador (Peru / Equador) R=6376,45km próximo do pólo (Suécia / Finlandia) R=6355,88km Hayford (1909) : raio equatorial - a= m ; raio polar - b= m SAD-69 (1967) : raio equatorial - a= m ; raio polar - b= ,719m Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

16  – latitude geodésica (graus)  – longitude geodésica (graus) h – altitude elipsoidal (metros) Coordenadas geodésicas espaciais no elipsóide Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

17 Sistema de coordenadas geocêntricas no elipsóide X, Y, Z Coordenadas cartesianas espaciais Origem – centro de massa da Terra Eixos X e Y - plano equatorial Eixo Z - coincide com eixo de rotação Eixo X - passa no meridiano de Greenwich Coordenadas em metros Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

18  Cada país ou região, adota um datum geodésico  O SGB adota o SAD-69 (South American Datum of 1969) – topocêntrico, e o SIRGAS - geocêntrico  O sistema GPS adota o “World Geodetic System de 1984” (WGS-84)  SIRGAS WGS-84 – nas aplicações gerais b a DATUM WGS-84 SAD-69 a ,000m ,000m a ,000m ,000m b ,310m ,719m b ,310m ,719m f=(a-b)/a 1/298,257m 1/298,25m Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

19 Diferentes modelos matemáticos da forma da Terra (elipsóides) para representar diferentes regiões da superfície terrestre Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

20 Variação do valor da latitude de um ponto Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

21 Sistema geodésico: Córrego Alegre / Hayford P (E=551567m ; N= m) Sistema geodésico: SAD-69 P (E=551608m ; N= m) Mapa Salvador – escala original 1/ m m P P Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

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23 Diferença entre SAD-69 e SIRGAS Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

24 Coordenadas plano-retangulares no sistema UTM Marco geodésico MR (Escola Politécnica/UFBA – Salvador-BA) Sistema geodésicoCoordenadas Córrego Alegre (Hayford) N= m E=553134m H=84m SAD-69 N= m E=553177m H=79m WGS-84 / SIRGAS N= m E=553138m H=39m Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

25 Sistema Geodésico Brasileiro Antigo - topocêntrico Ponto datum altimétrico em Imbituba-SC Ponto datum planimétrico em Córrego Alegre Superfície de referência: Elipsóide de Hayford a= m b= m Atual - topocêntrico Ponto datum altimétrico em Imbituba-SC Ponto datum planimétrico em Chuá Superfície de referência: Elipsóide SAD-69 a= m b= ,719m Atual – geocêntrico SIRGAS (2000) / WGS-84 Ponto datum altimétrico em Imbituba-SC Superfície de referência: WGS-84 a= m b= ,310m Diferenças nas coordenadas dos diferentes sistemas geodésicos usados no Brasil: Significativo em mapas com Escalas > 1: Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

26 Deslocamento da posicão de um ponto devido ao sistema geodésico adotado

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29 Torre BILBY para medição geodésica Fonte: IBGE Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

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31 GPS APLICADO AO GERENCIAMENTO DE IMÓVEIS RURAIS Prof. Artur Caldas Brandão - Prof. José Edilton de Andrade Moura Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica - Laboratório de Geomensura

32 Portugal Rede geodésica 1ª ordem Precisão planimétrica: +/- 3cm Precisão altimétrica: +/- 3cm Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

33 Projeções cartográficas Problema básico da cartografia: transformar superfície curva superfície de referência esfera - elipsóide Superfície plana superfície de projeção cilindro - cone - plano DISTORÇÕES OS SISTEMAS DE PROJEÇÕES CARTOGRÁFICAS PODEM SER: EQUIVALENTE - mantém a área CONFORME - mantém a forma AFILÁTICO - distorções na forma e na área Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

34 Como representar a Terra “esférica”, em mapas planos? Adotar uma superfície de referência (elipsóide) Relação matemática permite transformar a superfície de referência para torná-la plana Estabelecer um sistema de coordenadas plano Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

35 Projeções cartográficas Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

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37 Sistema de projeção UTM Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

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40 Projeção UTM SpSe Fator linear de escala K = Sp / Se Sp: comprimento no plano UTM Se: comprimento no elipsóide Convergência meridiana Fórmula aproximada  =  * sen(  ) ;  =  o -  Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

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42 ProGriD / IBGE Aplicativo p/ transformações de coordenadas Córrego Alegre (1961): latitude / longitude e UTM (E, N). Córrego Alegre ( ): latitude / longitude e UTM (E, N). SAD69 Rede Clássica: latitude / longitude e UTM (E, N). SAD69/96 Rede Clássica: latitude / longitude e UTM (E, N). SAD69 Técnica Doppler/GPS: latitude / longitude / altura geométrica, Cartesianas (X, Y, Z) e UTM (E, N). SIRGAS2000: latitude / longitude / altura geométrica, Cartesianas (X, Y, Z), e UTM (E, N). Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

43 Exercícios: Localizar marcos geodésicos SICAR – CONDER SICAD – PMS IBGE Cálculos geodésicos Transformações de coordenadas Distâncias e azimutes no plano UTM e no elipsóide Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

44 GEORREFERENCIAMENTO AO SISTEMA GEODÉSICO BRASILEIRO Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

45 Situação do mapeamento sistemático no Brasil Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

46 Como se localizar em qualquer ponto do planeta e em qualquer instante? Desafio ! Antigo problema ! GPS / GNSS solução atual – tem limitações Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

47 Geodésia Geodésia Espacial Posicionamento por Satélites O início... 04/10/ SPUTNIK I (primeiro satélite artificial - URSS) TIPOS DE SATÉLITES ARTIFICIAIS: de comunicações meteorológicos estações espaciais imageadores geodésicos / posicionamentos Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

48 SISTEMAS DE NAVEGAÇÃO GNSS (Global Navigation Satellite System) NNSS-TRANSIT: marinha USA - desativado NAVSTAR-GPS: USA - em operação GLONASS: Rússia - em operação GALILEO: EU – em desenvolvimento teste em 2007 COMPASS / BEIDOU: China em operação na China geoestacionário Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

49 Sobre o GPS... Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

50 HISTÓRICO do GPS: primeiros estudos lançamento dos três primeiros satélite Primeiros testes do GPS no Brasil (Amazônia e Bacia de Campos-RJ) SET/ pleno funcionamento do sistema Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

51 Posicionamento absoluto Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

52 Medição GPS : Pseudo-distância – código GPS de navegação Fase da portadora GPS relativo – topográfico / geodésico Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

53 Segmento Espacial constituído pelos satélites GPS: * 21 satélites em operação + 3 satélites reserva (no mínimo) * 6 planos orbitais com 4 satélites cada, sendo i=54,7 graus * altitude da órbita com aproximadamente km * órbitas aproximadamente circulares * período de revolução de 12h siderais * Visibilidade de cada satélite: ~ 5 h * A mesma configuração repete-se 4 minutos antes do próximo dia. * Existem até 4 satélites desativados e disponíveis como “reserva”. * Custo de cada satélite ~ U$ 65 milhões Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

54  manter uma escala de tempo bastante precisa;  emitir sinais ultra-estáveis em freqüência, freqüências específicas do sistema L1 = 1575,42 MHz ; L2 = 1227,60 MHz e L5= freqüências específicas do sistema L1 = 1575,42 MHz ; L2 = 1227,60 MHz e L5= MHz  receber e armazenar informações provenientes do segmento de controle;  efetuar manobras orbitais;  efetuar a bordo alguns cálculos;  retransmitir informações (mensagens ao solo). Segmento Espacial constituído pelos satélites GPS, com as seguintes funções: Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

55 Segmento de Controle Função: operacionalizar o sistema (“Defense Mapping Agency - DMA”) É constituído por 5 estações de controle terrestre, que:  registram os sinais GPS;  efetuam medidas meteorológicas e enviam os dados para a estação principal que processa os dados e os transmite para as estações de transmissão HAWAII COLORADO SPRINGS ASCENCION DIEGO GARCIA KWAJALEIN (Centro Operacional) Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

56 Segmento do Usuário Compreende o conjunto de usuários civis e militares do sistema GPS, incluindo :  Receptores  Algoritmos  Softwares  Técnicas de posicionamento Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

57 Estrutura do sinal GPS Duas freqüências portadoras L ,42 MHz L ,60 MHz L Mhz – novos satélites a partir de 2008 Duas modulações Dois códigos C/A (Coarse Acquisition Code): Código civil em L1 P (Precise Code): Código de uso restrito Y : código P criptografado - uso militar em L1 e L2

58 Relógios (osciladores atômicos) Os relógios atômicos dos satélites GPS são as fontes das freqüências emitidas (L1 e L2). Os relógios podem ser de quartzo, rubídio, césio ou hidrogênio. Bloco I: dos 10 satélites, 4 portavam osciladores de quartzo, 3 de rubídio e 3 de césio. Bloco II: satélites portando osciladores de césio ou de césio e rubídio. Bloco III: os satélites possivelmente portarão osciladores de hidrogênio. OBS: Tempo transcorrido para perder 1 segundo: Quartzo30 anosRubídio anos Césio anosHidrogênio anos Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

59 Navegação GIS Topográfico Geodésico Geodésico Tipos de Receptores GPS Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

60 Precisão posicional do GPS absoluto até 02/05/2000: +/- 100m (planimétrico) e +/- 150m (altimétrico) após 02/05/2000: +/- 10m (planimétrico) e +/- 15m (altimétrico) Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

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62 Altura dos satélites no horizonte “cut-off-angle” ou ângulo de máscara recomenda-se considerar apenas os satélites localizados 15º acima do horizonte 15º Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

63 Coeficiente GDOP (Geometry Dilution of Precision) Indica em escala padronizada, se a geometria espacial dos satélites pode ser considerada boa ou ruim. A melhor disposição espacial é um satélite no zênite e outros igualmente espaçados. GDOP ruim GDOP bom Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

64 Aplicações do GPS  Monitoramento de Veículos  Levantamentos Geodésicos  Levantamentos Topográficos  Exploração de Petróleo  Navegação Terrestre  Navegação Marítima e Aérea  Mapeamento  Hidrografia  GIS  Reflorestamento  Orientação de Máquinas  Cadastro  Polícia  Reconhecimento  Caminhadas  Geodinâmica  Agricultura de precisão Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

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67 Posicionamento relativo Mapeamento georreferenciado ao Sistema Geodésico Brasileiro Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

68  - comprimento de onda F - fase do sinal na onda Medição GPS: Fase da portadora GPS relativo – topográfico / geodésico Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

69 Métodos de posicionamento GPS relativo Estático Stop-and-go Cinemático Atividade prática – medições no campo Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

70 Medição com GPS no modo relativo Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

71 Precisão posicional do GPS relativo métrico (+/- 0,5m a 2m) processamento pelo código centimétrico (+/- 0,5 cm a 50cm) processamento pela fase da portadora L1 milimétrico (0,1mm a 10mm) processamento pela dupla fase das portadoras L1/L2 Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

72 Exemplo de medição com GPS – posicionamento relativo Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

73 Exemplo de medição com GPS – posicionamento relativo Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

74 Exemplo de medição com GPS – posicionamento relativo Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

75 Exemplo de medição com GPS – posicionamento relativo Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

76 Integração estação total topográfica e GPS Possibilita realizar a medição topográfica e geodésica georreferenciada ao Sistema Geodésico Brasileiro Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

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78 IBGE RBMC Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo Rede ativa do sistema GPS no Brasil (situação em maio/2009) 60 estações em operação + 11 estações em teste Fonte:

79 SALV 11ª Estação da Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo - RBMC (Parceria CONDER/IBGE) Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

80 Estação SALV da RBMC Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

81 Coordenadas da Estação SALV da RBMC na 1ª realização do SAD 69 para levantamentos na base SICAR/CONDER: •Latitude13º00' ''S •Longitude38º30' ''W •Altitude Ortométrica47,2137 m •Altitude Elipsoidal57,893 m •N(UTM) ,7049 m •E(UTM) ,2906 m Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

82 Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

83 Estação Salvador Rede GPS Bahia SEI / IBGE Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

84 Exercício: Processamento GPS no modo relativo Usando aplicativo específico – Ashtech Solutions Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

85 Técnicas de Posicionamento para Tempo Real RTK DGPS RTK: posicionamento relativo que proporciona precisão de poucos cm em aplicações de tempo real DGPS: posicionamento relativo que proporciona precisão decimétrica em tempo real Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

86 Serviço RBMC-IP: 26 estações da RBMC participantes – Transmissão de dados via internet Utiliza o protocolo NTRIP - Networked Transport of RTCM via Internet Protocol (Desenvolvido pela Agência Alemã de Geodésia e Cartografia) Possibilitou a integração de dados de diferentes receptores na transmissão em tempo real Distribui qualquer tipo de dado GNSS em fluxo Capacidade para vários usuários simultâneos Acesso aos dados é seguro (usuário não está diretamente conectado ao receptor) Fornece fluxo de dados através de qualquer rede móvel TCP/IP Banda necessária para o envio dos dados é de 0,5 Kbps (DGPS) e 3 Kbps (RTK) por estação Acessível através do endereço: RBMC-IP Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo dos Sistemas GNSS em Tempo Real Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

87 UFBA – Escola Politécnica – Laboratório de Geomensura – GPS Básico – Brasília-DF – 01 a 03 de junho de 2009 Fonte:

88 Requisitos para utilização do serviço RBMC-IP Usuário deve possuir: Equipamento GPS habilitado para receber correções RTK e/ou DGPS Conexão Internet wireless: através de um celular/modem (GSM, GPRS ou 3G) Notebook, PDA ou celular para a instalação do software NTRIP Client ou receptor moderno que possua conexão wireless via chip GSM e um software Client já instalados. Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

89 Cobertura do serviço RBMC-IP (RTK) Fonte: Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

90 Cobertura do serviço RBMC-IP (DGPS)Futuro – Plano de Modernização Projeto de Cooperação entre IBGE/Universidade de New Brunswick/CIDA /ABC Disponibilizar correções WADGPS visando atender os posicionamentos em tempo real via link de satélite e/ou Internet, com abrangência com a mesma precisão sobre todo o território nacional Fonte: Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

91 Regras do Serviço RBMC-IP Direito de acesso a 3 estações por usuário Identificação e senhas válidos por um período máximo de até 3 meses No período inicial, permissão de 50 acessos simultâneos ao serviço, de forma a preservar o funcionamento do mesmo Software NTRIP Client GNSS Internet Radio Software que deve ser instalado em um notebook ou PDA, para recepção das correções no receptor móvel Disponível em: Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

92 Vantagens do serviço RBMC-IP Receptores DGPS/RTK não necessitam de licença especial para utilizar o serviço, somente de conexão à Internet; Modem GSM/GPRS/3G é mais barato que rádio UHF Usuário não necessita manter um receptor GPS como referência Vantagens da RBMC-IP Alcance da Internet é muito maior que o do rádio UHF, o rádio perde sua eficiência com obstruções entre a estação de referência e a estação móvel Tempo de execução dos serviços poderá ser reduzido com a utilização da RBMC-IP, quando comparado com o de outros métodos Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

93 Fonte:

94 Datum altimétrico ou vertical superfície de referência para a contagem das altitudes (geóide - superfície equipotencial do nível médio do mar) GEÓIDE do SGB: definido por observações maregráficas na baía de Imbituba, litoral do estado de Santa Catarina Posicionamento altimétrico com GPS: as altitudes (no GPS) são relacionadas ao Elipsóide (Altitude Geométrica) uso de Mapa Geoidal Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

95 GPS APLICADO AO GERENCIAMENTO DE IMÓVEIS RURAIS Prof. Artur Caldas Brandão - Prof. José Edilton de Andrade Moura Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica - Laboratório de Geomensura

96 H: altitude ortométrica h: altitude elipsóidica Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

97 Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

98 Mapa geoidal Determinação da Altura geoidal: N=h-H MAPGEO2004 / IBGE Altura geoidal no Brasil:  varia aproximadamente de -15m a +20m em relação ao SAD-69  varia aproximadamente de -30m a +30m em relação ao SIRGAS2000 Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

99 Mapa geoidal Determinação da Altura geoidal: N=h-H Estação SALV da RBMC Altitude Ortométrica: H = 47,2137 m Altitude Elipsoidal: h = 57,893 m Altura Geoidal: N= 10,679 m Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

100 Estação SALV da RBMC Altitude Ortométrica: H = 47,2137 m Altitude Elipsoidal (SAD-69) : h = 57,893 m Altura Geoidal (SAD-69): N= + 10,679 m Altitude Elipsoidal (SIRGAS2000) : h = 35,76 m Altura Geoidal (SIRGAS2000): N= - 11,45 m Exercício: Usando aplicativo MAPGEO2004 / IBGE Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – Prof. Artur Caldas Brandão

101 Contatos: Prof. Artur Caldas Brandão Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio - LABGEO Tel: Escola Politécnica UFBA – Universidade Federal da Bahia


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