Cartografia e GNSS / GPS Prof. Artur Caldas Brandão Curso Básico 20h Noções de Geodésia Cartografia e GNSS / GPS Prof. Artur Caldas Brandão acaldas@ufba.br Escola Politécnica UFBA Salvador-BA 2009 GPS - GNSS Global Positioning System Global Navigation Satellite System (GPS + GLONASS + GALILEO + ...)

Prof. Artur Caldas Brandão acaldas@ufba.br Formação: Doutorado em Engenharia / Cadastro Territorial – UFSC - 2003 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) www.geodesia.ufba.br 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

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

GPS Básico Perfil da turma Formação acadêmica dos participantes Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Perfil da turma GPS Básico 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 – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão NAVSTAR - GPS NAVigation System with Time and Ranging - Global Positioning System GNSS Global Navigation Satellite System (GPS + GLONASS + GALILEO + ...)

1 Noções de Cartografia e Geodésia 1.1 Modelos da forma da Terra; Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão CURSO GPS BÁSICO Objetivo: conhecer os fundamentos da Cartografia e da Geodésia, bem como os princípios básicos dos sistemas de posicionamento por satélites, visando o uso adequado de receptores GPS de navegação. Conteúdo: 1 Noções de Cartografia e Geodésia 1.1 Modelos da forma da Terra; 1.2 Sistema Geodésico Brasileiro - SGB; 1.3 Mapeamento e representação cartográfica; 1.4 Escala; 1.5 Incerteza posicional; 1.6 Sistemas de coordenadas; 1.7 Características básicas do sistema de projeção cartográfica UTM; 2- Sistemas de Posicionamento por satélites 2.1 Sistemas de navegação por satélites artificiais: GPS, Glonass, Galileo etc; 2.2 Estrutura do Sistema GPS; 2.3 Tipos de receptores (Navegação e Geodésico); 2.4 Métodos de Posicionamento (Absoluto e Relativo). 3- Atividade prática com receptores GPS de navegação Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Engenharia de Agrimensura e Cartográfica Topografia Geodésia Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. Laser Scanner GPS 2

Engenharia de Agrimensura e Cartográfica - um pouco de história O mais antigo mapa conhecido Catal Hjük, Anatólia, Asia, ~6300 a.C. Agrimensura cadastral sacerdotes egípcios (5000 a.C.) Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Agrimensura e cartografia - Brasil Engenharia de Agrimensura e Cartográfica - um pouco de história Ajustamento por Mínimos Quadrados 1794 – Gauss Triangulação geodésica de Hannover Agrimensura e cartografia - Brasil Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Trabalho pioneiro no Brasil realizado por Theodoro Sampaio - 1886 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 - 1886 Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. Fonte: Cintra, USP. 2

Sistema de Referência Geodésica Forma da terra Modelo plano Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Sistema de Referência Geodésica Forma da terra Modelo plano Modelo esférico Modelo elipsóidico Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Forma da Terra - histórico - concepção esférica Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Forma da Terra - histórico - concepção esférica Pitágoras (580 - 500 aC) concepção filosófica - Terra esférica - sólido regular perfeito Aristóteles (384 - 322 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 (235 - 195 aC) medição da circunferência terrestre: C 39400km (R 6247km) a 52500km Poseidonius (~100 aC) - C 35000km - observações astronômicas Ptolomeu (100 - 178 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) Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Forma da Terra - histórico - concepção esférica Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Forma da Terra - histórico - concepção esférica Eratosthenes (235 - 195 aC) medição da circunferência terrestre: C 39400km a 52500km Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. http://paginas.terra.com.br/arte/fisiklain/Diapositivo5.jpg http://www.iep.uminho.pt/aac/hsi/a2002/trigo/IMAGES/eratierra.gif 2

o matemático dos ângulos LATITUDE e LONGITUDE Desenvolvimento cartográfico em nove séculos (VI a.C– III d.C.). www.henry-davis.com/MAPS/.html Hiparcus (190 - 120 a.C.), o matemático dos ângulos LATITUDE e LONGITUDE Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Engenharia de Agrimensura e Cartográfica - um pouco de história Jonh Harrison – cronômetro marítmo possibilidade para determinar a longitude Cronômetro H4 – 1760 – 1,5kg Estabilidade de 5seg em 9 semanas Cronômetro H1 – 1735 – 35kg Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Forma da Terra - histórico - concepção elipsóidica Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Forma da Terra - histórico - concepção elipsóidica 1620 Snellius - medição de arco de meridiano - triangulação geodésica 1600 - 1700 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=6378388m ; raio polar - b=6356919m SAD-69 (1967) : raio equatorial - a=6378160m ; raio polar - b=6356774,719m Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Coordenadas geodésicas espaciais no elipsóide Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Coordenadas geodésicas espaciais no elipsóide j – latitude geodésica (graus) l – longitude geodésica (graus) h – altitude elipsoidal (metros) Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Latitude – altura do pólo elevado Engenharia de Agrimensura e Cartográfica - um pouco de história Astronomia de posição – esfera celeste Latitude – altura do pólo elevado Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Sistema de coordenadas geocêntricas no elipsóide X, Y, Z Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão 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

b a Cada país ou região, adota um datum geodésico O SGB adota o Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Cada país ou região, adota um datum geodésico O SGB adota o SAD-69 (South American Datum of 1969) – topocêntrico, e o SIRGAS - geocêntrico - 2004 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 6.378.137,000m 6.378.160,000m b 6.356.752,310m 6.356.774,719m f=(a-b)/a 1/298,257m 1/298,25m Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Diferentes modelos matemáticos da forma da Terra (elipsóides) para representar diferentes regiões da superfície terrestre Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Variação do valor da latitude de um ponto Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Variação do valor da latitude de um ponto Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Mapa Salvador – escala original 1/2000 Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Mapa Salvador – escala original 1/2000 P P 8562000m Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 551600m 551600m Sistema geodésico: Córrego Alegre / Hayford P (E=551567m ; N=8562048m) Sistema geodésico: SAD-69 P (E=551608m ; N=8562086m) 2

Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

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

Coordenadas plano-retangulares no sistema UTM Marco geodésico MR-00139 Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Coordenadas plano-retangulares no sistema UTM Marco geodésico MR-00139 (Escola Politécnica/UFBA – Salvador-BA) Sistema geodésico Coordenadas Córrego Alegre (Hayford) N=8562881m E=553134m H=84m SAD-69 N=8562916m E=553177m H=79m WGS-84 / SIRGAS N=8562871m E=553138m H=39m

Sistema Geodésico Brasileiro Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Sistema Geodésico Brasileiro Antigo - topocêntrico Ponto datum altimétrico em Imbituba-SC Ponto datum planimétrico em Córrego Alegre Superfície de referência: Elipsóide de Hayford a=6378388m b=6356919m Atual - topocêntrico Ponto datum planimétrico em Chuá Superfície de referência: Elipsóide SAD-69 a=6378160m b=6356774,719m Atual – geocêntrico SIRGAS (2000) / WGS-84 Superfície de referência: WGS-84 a=6.378.137m b=6.356.752,310m Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. Diferenças nas coordenadas dos diferentes sistemas geodésicos usados no Brasil: Significativo em mapas com Escalas > 1:250.000 2

Deslocamento da posicão de um ponto devido ao sistema geodésico adotado Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Torre BILBY para medição geodésica Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Torre BILBY para medição geodésica Fonte: IBGE Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

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 Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Portugal Rede geodésica 1ª ordem Precisão planimétrica: +/- 3cm Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Portugal Rede geodésica 1ª ordem Precisão planimétrica: +/- 3cm Precisão altimétrica: +/- 3cm Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Projeções cartográficas Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Projeções cartográficas Problema básico da cartografia: transformar superfície curva superfície de referência esfera - elipsóide Superfície plana superfície de projeção cilindro - cone - plano DISTORÇÕES Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. OS SISTEMAS DE PROJEÇÕES CARTOGRÁFICAS PODEM SER: EQUIVALENTE - mantém a área CONFORME - mantém a forma AFILÁTICO - distorções na forma e na área 2

Como representar a Terra “esférica”, em mapas planos? Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão 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

Projeções cartográficas Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Projeções cartográficas Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Sistema de projeção UTM Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Sistema de projeção UTM Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Projeção UTM K = Sp / Se Fator linear de escala Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Projeção UTM Sp>Se Sp<Se Sp<Se Sp>Se Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. Fator linear de escala K = Sp / Se Sp: comprimento no plano UTM Se: comprimento no elipsóide Convergência meridiana Fórmula aproximada  =  * sen() ; = o -  2

Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão

Aplicativo p/ transformações de coordenadas Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão ProGriD / IBGE Aplicativo p/ transformações de coordenadas Córrego Alegre (1961): latitude / longitude e UTM (E, N). Córrego Alegre (1970+1972): SAD69 Rede Clássica: SAD69/96 Rede Clássica: 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).

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

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

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

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

TIPOS DE SATÉLITES ARTIFICIAIS: Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão  Geodésia Geodésia Espacial Posicionamento por Satélites   O início ... 04/10/1957 - SPUTNIK I (primeiro satélite artificial - URSS)    TIPOS DE SATÉLITES ARTIFICIAIS: de comunicações meteorológicos estações espaciais imageadores geodésicos / posicionamentos Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

SISTEMAS DE NAVEGAÇÃO GNSS (Global Navigation Satellite System) Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão SISTEMAS DE NAVEGAÇÃO GNSS (Global Navigation Satellite System) NNSS-TRANSIT: marinha USA - desativado NAVSTAR-GPS: USA - em operação Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. COMPASS / BEIDOU: China em operação na China geoestacionário GALILEO: EU – em desenvolvimento teste em 2007 GLONASS: Rússia - em operação 2

Sobre o GPS ... Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Sobre o GPS ... Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

1978 - lançamento dos três primeiros satélite Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão HISTÓRICO do GPS: 1973 - primeiros estudos 1978 - lançamento dos três primeiros satélite 1988 - Primeiros testes do GPS no Brasil (Amazônia e Bacia de Campos-RJ) SET/1994 - pleno funcionamento do sistema Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Posicionamento absoluto Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Posicionamento absoluto Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Pseudo-distância – código GPS relativo – topográfico / geodésico Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Medição GPS: Pseudo-distância – código GPS de navegação Fase da portadora GPS relativo – topográfico / geodésico Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Segmento Espacial constituído pelos satélites GPS: Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão 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 20000 km * órbitas aproximadamente circulares * período de revolução de 12h siderais Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. * 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 2

Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Segmento Espacial constituído pelos satélites GPS, com as seguintes funções: 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=1176.45 MHz receber e armazenar informações provenientes do segmento de controle; efetuar manobras orbitais; efetuar a bordo alguns cálculos; retransmitir informações (mensagens ao solo). Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão 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) Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Segmento do Usuário Compreende o conjunto de usuários civis e militares do sistema GPS, incluindo : Receptores Algoritmos Softwares Técnicas de posicionamento Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Duas freqüências portadoras L1 - 1575,42 MHz L2 - 1227,60 MHz Estrutura do sinal GPS Duas freqüências portadoras L1 - 1575,42 MHz L2 - 1227,60 MHz L5 - 1176.45 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 Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Relógios (osciladores atômicos) Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão 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: Quartzo 30 anos Rubídio 30.000 anos Césio 300.000 anos Hidrogênio 30.000.000 anos Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Tipos de Receptores GPS Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Tipos de Receptores GPS Topográfico Navegação Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. GIS Geodésico 2

Precisão posicional do GPS absoluto Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Precisão posicional do GPS absoluto até 02/05/2000: +/- 100m (planimétrico) e +/- 150m (altimétrico) após 02/05/2000: +/- 10m (planimétrico) e +/- 15m (altimétrico) Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Erros Dependentes dos Satélites nas efemérides Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Tipos de erros do GPS na transmissão Erros Dependentes dos Satélites nas efemérides nos relógios dos satélites causados pela variação do centro de fase da antena Erros Dependentes da Antena-Receptor nos relógios dos receptores Ruído do Receptor Erros Dependentes do Meio de Propagação Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. Os atrasos ionosféricos não modelados podem afetar a precisão no posicionamento em até 10 metros 2

Altura dos satélites no horizonte Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Altura dos satélites no horizonte “cut-off-angle” ou ângulo de máscara recomenda-se considerar apenas os satélites localizados 15º acima do horizonte Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 15º 2

Coeficiente GDOP (Geometry Dilution of Precision) Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão 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 Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Orientação de Máquinas Cadastro Polícia Reconhecimento Caminhadas Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Aplicações do GPS GIS Reflorestamento Orientação de Máquinas Cadastro Polícia Reconhecimento Caminhadas Geodinâmica Agricultura de precisão Monitoramento de Veículos Levantamentos Geodésicos Levantamentos Topográficos Exploração de Petróleo Navegação Terrestre Navegação Marítima e Aérea Mapeamento Hidrografia Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Posicionamento relativo Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Posicionamento relativo Mapeamento georreferenciado ao Sistema Geodésico Brasileiro Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

GPS relativo – topográfico / geodésico Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Medição GPS: Fase da portadora GPS relativo – topográfico / geodésico  - comprimento de onda F - fase do sinal na onda Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Métodos de posicionamento GPS relativo Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Métodos de posicionamento GPS relativo Estático Stop-and-go Cinemático Atividade prática – medições no campo Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Medição com GPS no modo relativo Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Medição com GPS no modo relativo Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Precisão posicional do GPS relativo centimétrico (+/- 0,5 cm a 50cm) Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão 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 Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Exemplo de medição com GPS – posicionamento relativo Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Exemplo de medição com GPS – posicionamento relativo Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Exemplo de medição com GPS – posicionamento relativo Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Exemplo de medição com GPS – posicionamento relativo Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Exemplo de medição com GPS – posicionamento relativo Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Exemplo de medição com GPS – posicionamento relativo Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Exemplo de medição com GPS – posicionamento relativo Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Exemplo de medição com GPS – posicionamento relativo Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Integração estação total topográfica e GPS Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Integração estação total topográfica e GPS Possibilita realizar a medição topográfica e geodésica georreferenciada ao Sistema Geodésico Brasileiro Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão

Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo 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 Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. Fonte: www.ibge.gov.br 2

11ª Estação da Rede Brasileira de Monitoramento Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão 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 – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Estação SALV da RBMC Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

para levantamentos na base SICAR/CONDER: Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Coordenadas da Estação SALV da RBMC na 1ª realização do SAD 69 para levantamentos na base SICAR/CONDER: Latitude 13º00'29.62073''S Longitude 38º30'43.03878''W Altitude Ortométrica 47,2137 m Altitude Elipsoidal 57,893 m N(UTM) 8.561.898,7049 m E(UTM) 552.923,2906 m Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão

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

Processamento GPS no modo relativo Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Exercício: Processamento GPS no modo relativo Usando aplicativo específico – Ashtech Solutions Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

relativo que proporciona precisão decimétrica em tempo real Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Técnicas de Posicionamento para Tempo Real RTK DGPS DGPS: posicionamento relativo que proporciona precisão decimétrica em tempo real Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. RTK: posicionamento relativo que proporciona precisão de poucos cm em aplicações de tempo real 2

Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão RBMC-IP Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo dos Sistemas GNSS em Tempo Real http://www.ibge.gov.br/home/geociencias/geodesia/rbmc/ntrip/ 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: http://200.255.94.90:2101 Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Prof. Artur Caldas Brandão UFBA – Escola Politécnica – Laboratório de Geomensura – www.geodesia.ufba.br GPS Básico – Brasília-DF – 01 a 03 de junho de 2009 Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. Fonte: www.ibge.gov.br 2

Requisitos para utilização do serviço RBMC-IP Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão 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. Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Cobertura do serviço RBMC-IP (RTK) Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. Cobertura do serviço RBMC-IP (RTK) Fonte: www.ibge.gov.br 2

Cobertura do serviço RBMC-IP (DGPS) Futuro – Plano de Modernização Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão 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 Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. Fonte: www.ibge.gov.br 2

Regras do Serviço RBMC-IP Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão 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 Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 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: http://igs.bkg.bund.de/index_ntrip.htm 2

Vantagens do serviço RBMC-IP Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão 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 Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Fonte: www.ibge.gov.br Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Posicionamento altimétrico com GPS: Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão 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 Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

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 Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

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

Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Mapa geoidal Determinação da Altura geoidal: N=h-H MAPGEO2004 / IBGE Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão 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 Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

Mapa geoidal Determinação da Altura geoidal: N=h-H Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão Mapa geoidal Determinação da Altura geoidal: N=h-H Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. Estação SALV da RBMC Altitude Ortométrica: H = 47,2137 m Altitude Elipsoidal: h = 57,893 m Altura Geoidal: N= 10,679 m 2

Altitude Ortométrica: H = 47,2137 m Universidade Federal da Bahia - Escola Politécnica LABGEO - Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio – www.geodesia.ufba.br Prof. Artur Caldas Brandão 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 Ground Transmitter ( GT ) testing started in mid 1970’s - 1975? U.S. Army Yuma Proving Grounds ( YPG ) Yuma, Arizona Inverted Range Control Center ( IRCC ) with 4 GT’s Proof of concept testing, Phase I, II, III testing. Tanks, Jets, Helicopters, Jeeps. 2

CONTATOS Prof. Artur Caldas Brandão e-mail: acaldas@ufba.br Curso de Engenharia de Agrimensura e Cartográfica Laboratório de Geomensura Theodoro Sampaio (LABGEO) Escola Politécnica da UFBA Tel / Fax: (71) 3283-9821 www.geodesia.ufba.br