Lição #3 de 3:
A Sua Oportunidade De Dominar O Posicionamento Pelo GNSS, Obtendo Dados Com Grande Velocidade E Com Segurança
Não leu a lição 2?
Lição 02 de 03
De: Adenilson Giovanini
Sobradinho – RS
Querida pessoa,
Chegamos na última parte da nossa série de 3 lições. Que jornada.
Mas antes de me “despedir” de você oficialmente, eu preciso te preparar para as próximas linhas.
Isso porque irei lhe passar diversos conhecimentos e sacadas que irão lhe ajudar neste processo de operar receptores GNSS com grande velocidade e com segurança.
Na realidade, para muitas pessoas, a existência do posicionamento pelo GNSS é algo no qual é “Meio Difícil de Acreditar”.
Na época que eu estava cursando o curso superior mesmo, certo dia um conhecido que estava no último semestre do curso técnico em Geoprocessamento saiu com a seguinte conversa:
“Adenilson, eu tenho uma coisa que preciso te contar, as pessoas dizem que eu sou louco por falar isso, mas é a mais pura verdade! ”
Diante disso eu fiquei curioso.
Ele continuou:
“Você acredita mesmo na existência de satélites. Isso é uma baita invenção do governo para manipular as pessoas! ”
Sabe quando você ouve algo completamente inesperado, fica explodindo de vontade de cair na gargalhada, porém tem que apertar os lábios com toda força um contra o outro e se assegurar para não rir?
Pois bem, foi isso que aconteceu neste dia.
Enquanto ele justificava a afirmação dele, eu me virei para o outro lado e fingi que tinha me distraído com alguma coisa, fazendo o máximo de esforços que podia para não cair na gargalhada.
Mas brincadeiras à parte, vamos entender como que o posicionamento pelo GNSS funciona, porque ao entender isso você terá mais segurança no seu dia a dia.
Entendendo como que o posicionamento pelo GNSS funciona
De maneira resumida, o posicionamento pelo GNSS consiste na existência de 2 relógios, um no satélite e outro no receptor.
Desta maneira, estes relógios trabalham em ciclo, sendo que o que o receptor faz nada mais é do que armazenar uma série de dados enviados pelo satélite.
Dê uma espiadinha na imagem abaixo que você entenderá melhor.
Perceba que existe uma onda que é emitida pelo satélite e recebida pelo relógio do receptor.
O problema é que se o receptor armazenar os dados enviados pelo satélite de maneira continua, o arquivo gerado será muito grande.
Desta maneira, ao invés de o receptor armazenar os dados de maneira continua, ele armazena um dado a cada intervalo de tempo.
Com isso temos algo chamado “época”, sendo que os receptores normalmente são configurados para armazenar determinado número de épocas por segundo.
São valores normais:
- 1 época por segundo;
- 3 épocas por segundo;
- 5 épocas por segundo.
Sendo que quanto maior o número de épocas armazenadas por segundo, mais rapidamente a carga da bateria do receptor acabará.
Por causa disso, normalmente os profissionais preferem que o receptor esteja configurado para armazenar 1 ou 3 épocas por segundo.
Na realidade, os receptores da rede do IBGE costumam ter um intervalo de tempo maior entre o armazenamento de cada época, sendo que este intervalo pode chegar a até 2 minutos.
Para que o posicionamento tridimensional aconteça. Ou seja, para que consigamos determinar as coordenadas x,y e z, o receptor precisa receber dados de pelo menos 4 satélites.
3 para o posicionamento 2D e 4 para o posicionamento 3D.
Veja o detalhe na imagem abaixo:
Desta maneira, uma constelação só esta 100% operacional se uma pessoa com o uso de um receptor, conseguir rastrear no mínimo 4 satélites em qualquer posição da superfície terrestre em qualquer hora do dia ou da noite.
Isso obriga as constelações GNSS a terem um número mínimo de satélites distribuídos em geometrias pré-determinadas.
Por exemplo, a constelação GPS para estar completa precisa ter no mínimo 24 satélites ativos, os quais devem seguir órbitas pré-determinadas.
Como que Acontece a Determinação de Uma Posição
Para a determinação de uma determinada posição da superfície terrestre o processo é um pouco mais complexo do que as pessoas costumam imaginar.
Isso porque o que o receptor recebe de um satélite a cada época, através dos dados efêmeros, nada mais são do que informações da posição do satélite em órbita em um determinado instante.
Ou seja, são as coordenadas do satélite naquele determinado instante.
Para a determinação da posição que o receptor está ocupando se faz necessário uma série de cálculos complexos, para a realização dos quais se considera que os satélites estão parados e não em movimento.
Ou seja, na prática o que acontece é que para a determinação de uma posição, pegasse no mínimo 4 satélites em determinado instante, considerasse como se os mesmos estivessem parados e utilizando-se de triangulações, determinasse a posição do receptor na superfície terrestre.
O problema é que o posicionamento pelo GNSS está sujeito a uma série de erros, sendo que a existência destes erros torna a determinação de posições um processo bem mais complexo.
Na realidade, existem diferentes metodologias que possibilitam a correção dos mesmos. Algumas delas podem ser utilizadas em tempo real e outras somente algum tempo depois.
Estas características dividem o posicionamento pelo GNSS em 2 grandes grupos:
- Posicionamento em tempo real e;
- Posicionamento pós processado.
O posicionamento em tempo real, por sua vez, consiste na utilização de 2 receptores, sendo um deles instalado em uma posição de coordenadas conhecidas.
Com isso, o mesmo conseguirá determinar a diferença entre a coordenada calculada e a coordenada real do ponto sobre o qual está instalado, transmitindo tal correção para o receptor hover.
Veja o detalhe na imagem abaixo:
O impacto dos diferentes métodos de posicionamento pelo GNSS na determinação de uma posição
Na realidade, a grande diferença entre o posicionamento em tempo real e o pós-processado é que, no posicionamento em tempo real, ficando apenas de 2 a 3 segundos em um local, você já conseguirá determinar as coordenadas do mesmo.
Preste atenção, isso é bom, mas também pode ser CATRASTRÓFICO.
É bom porque proporciona grande ganho de produtividade para o usuário.
Lembre-se, produtividade significa conseguir prestar mais serviços que por sua vez significa mais dinheiro no bolso.
O grande problema é que ao ficar tão pouco tempo em um ponto o usuário fica sem ter um plano B caso algo dê errado.
Como assim professor? Me explica melhor?
Simples, o pós-processamento de dados utiliza o tratamento estocástico (ajustamento pelo método dos mínimos quadrados).
Para tal tratamento se faz necessário um número mínimo de observações.
Se o usuário ficou sobre o ponto por apenas 3 segundos, com o receptor configurado para rastrear 3 épocas por segundo, isso significa que o mesmo rastreou somente 9 épocas.
Ou seja, o mesmo não possui observações suficientes para fazer o tratamento estocástico dos dados.
Isso significa que se algo der errado, a única saída do usuário será voltar a campo e obter os dados novamente.
O Problema IGNORADO Por 99,3% dos Profissionais
Mas professor, o receptor já está configurado para armazenar os dados de uma posição somente se está estiver fixa e dentro da acurácia desejada!
Aí é que está o grande problema, preste atenção..
Isso é verdade, o receptor está configurado para armazenar os dados somente se os rígidos padrões pré-definidos forem obedecidos.
O grande problema desconhecido por 99,3% dos profissionais encontrasse no fato de que existe um delay de tempo entre o receptor base enviar a correção e o receptor hover informar esta correção processada para o usuário.
Se você possui um receptor GNSS, pode constatar o que estou dizendo através do seguinte teste:
Vá debaixo de uma árvore bem fechada, sobre a qual o sinal fique flutuante, posteriormente se desloque um pouco para o lado em um local no qual os dados fiquem fixados.
Uma vez com os dados fixados, desloque-se rapidamente para debaixo da árvore.
Você vai perceber que mesmo estando em um local no qual o receptor não consiga rastrear dados, por uma fração de segundo ou até mesmo mais do que isso, o sinal ficará fixado.
É justamente este delay de tempo existente entre o receptor receber os dados, processar os mesmos e informar para o usuário que é o grande problema.
Perceba que na realidade o receptor está recebendo dados problemáticos. Porém existe um delay de tempo entre isso acontecer e o atualizar o status pra o usuário, informando que o ponto está float.
Para você entender o quão sério este problema é imagine uma outra situação:
Que você está obtendo dados em um local de mata fechada.
No mesmo, o receptor está no “rei das peleias”. 🙂
Isso porque a recepção do sinal de rádio transmitido pela base é recebido e em seguida cai.
Com a recepção de dados dos satélites é a mesma coisa, o receptor fixa por alguns instantes e logo em seguida fica float novamente.
Dali a pouco, o sinal fica fixado e o profissional rapidamente manda o receptor armazenar os dados.
Todo feliz, o mesmo desmonta os equipamentos e volta para o escritório.
Alguns dias depois, a BOMBA, os dados daquele ponto ficam float ou com um DOP ruim.
Diante disso, o profissional se desespera e após tentar de tudo, percebe que não tem outra saída a não ser voltar a campo e obter os dados novamente.
Se você trabalha há um bom tempo na área provavelmente esteja com as mãos na cabeça neste exato momento e pensando:
"Filha da mãe, foi este o problema que me fez ter que voltar tantas vezes à campo."
Como evitar que o Delay do equipamento lhe cause surpresas desagradáveis
A solução é bem simples, você precisa ter:
SEGURANÇA.
Logo, se você chegar em determinado local, interpretar o que o campo está lhe dizendo e a sirene começar a tocar...
Perigo, perigo...
Você ligar o receptor, tentar obter os dados no método RTK e a sirene continuar tocando, siga o seguinte protocolo:
Rastreie os dados deste ponto com a utilização do método RTK e, em seguida rastreie os mesmos novamente com a utilização do método estático rápido.
Ao proceder desta maneira, caso o método RTK apresente problemas, você poderá fazer o pós-processamento dos dados.
Perceba que a partir do momento que você sabe da fonte de erro, evitar o mesmo se torna fácil.
Porém, este simples erro, cuja fonte é desconhecida pela grande maioria dos profissionais já gerou centenas de milhares de reais em prejuízo.
Isso sem falar de todo o tempo perdido e do dinheiro gasto na compra de remédios para estresse e ansiedade.
Continuando...
Perceba que você evoluiu bastante ao longo desta série de lições.
Infelizmente, o que eu lhe mostrei aqui é apenas a ponta do icebergue.
Caso você deseje realmente dominar o posicionamento pelo GNSS do início ao fim, precisará estudar mais sobre o assunto.
A boa notícia é que eu possuo um treinamento que irá lhe ajudar neste processo.
Me refiro ao Curso de Operador de Receptores GNSS.
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