Banca de DEFESA: IZADORA APARECIDA RAMOS

Uma banca de DEFESA de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: IZADORA APARECIDA RAMOS
DATA: 21/02/2025
HORA: 13:00
LOCAL: meet.google.com/iib-ahsw-onc
TÍTULO:

ALGORITMOS DE POSICIONAMENTO POR PONTO PRECISO EM TEMPO REAL PARA VEÍCULOS AGRÍCOLAS CONECTADOS

PALAVRAS-CHAVES:

PPP-TR. GNSS. GPS. EKF. Multicaminho. Agricultura de Precisão.

PÁGINAS: 82
GRANDE ÁREA: Engenharias
ÁREA: Engenharia Elétrica
SUBÁREA: Medidas Elétricas, Magnéticas e Eletrônicas; Instrumentação
ESPECIALIDADE: Instrumentação Eletrônica
RESUMO:

Os Sistemas Globais de Navegação por Satélite (GNSS) desempenham um papel crítico na Agricultura de Precisão (AP), a qual tem revolucionado as práticas agrícolas, possibilitando um uso mais eficiente dos recursos e uma melhor tomada de decisões. A aplicação bem-sucedida do GNSS na AP tem oferecido benefícios significativos em termos de eficiência, produtividade e sustentabilidade aprimoradas. Poucas décadas depois do primeiro GNSS ter sido disponibilizado para civis, ele já se tornou a principal tecnologia de navegação devido à sua cobertura global, baixo custo e versatilidade em diferentes aplicações. O Posicionamento por Ponto Preciso em Tempo Real (PPP-TR) é uma técnica que melhora a precisão do posicionamento corrigindo erros de modo comum presentes em observáveis GNSS por meio de produtos disponibilizados em tempo real por agências especializadas, como o Serviço Internacional de GNSS (IGS) e a Faculdade de Ciências Astronômicas e Geofísicas (FCAG) da Universidade Argentina de La Plata (UNLP). O Serviço em Tempo Real (RTS) do IGS fornece vários fluxos de correção para implantação do PPP-TR, cuja disponibilidade é superior a 95% para o Sistema de Posicionamento Global (GPS) e 90% para o GLObal NAvigation Satellite System (GLONASS). Durante as épocas em que os fluxos de correção podem ficar momentaneamente indisponíveis ou, quando ocorrem problemas de comunicação/latência, o usuário do equipamento não tem outra opção a não ser utilizar produtos desatualizados, os quais podem degradar a precisão da posição. Um dos objetivos deste trabalho é avaliar o impacto do uso de produtos PPP-TR desatualizados na precisão do posicionamento GPS em território brasileiro. Como principal contribuição, mostra-se que a precisão do posicionamento GPS PPP-TR não é significativamente degradada quando são utilizados produtos desatualizados em até 25 minutos, podendo atender a especifica- ção J2945 da Sociedade dos Engenheiros Automotivos (SAE), que estipula um erro máximo de 1,5 metros para a posição horizontal, a 68% de probabilidade, visando aplicações de Veículos Autônomos Conectados (CAV). O resultado de testes experimentais, conduzidos em ambiente estacionário, validam as constatações supracitadas. Além do problema da latência/interrupção na obtenção de produtos PPP-TR, este trabalho investiga a existência de erros residuais nas observáveis GNSS, que precisam ser resolvidos quando se deseja melhorar ainda mais a precisão do posicionamento. Dentre estes erros, pode-se destacar o erro troposférico, que é um Erro de Modo Comum (CME) para o qual atualmente não são fornecidos produtos PPP-TR, e também o erro de multicaminho, que é um Erro de Modo Não Comum (NCME) cujo efeito está associado à recepção de múltiplos sinais GNSS refletidos do ambiente circundante. Neste trabalho, propõe-se estimar os erros residuais de multicaminho como processos de Gauss-Markov (GM) de 1ª ordem, os quais são adicionados ao vetor de estado do Filtro de Kalman Estendido (EFK), após terem seus tempos de correlação e a Densidade Espectral de Potência (PSD) dos ruídos diretores devidamente identificados. Já o erro troposférico é estimado e compensado através do modelo empírico da Universidade de New Brunswick 3 (UNB3), bom como se adiciona ao EKF um estado adicional, de forma a levar em conta o atraso troposférico úmido residual, que é modelado de acordo com função de mapeamento de Niell. Portanto, um segundo objetivo deste trabalho é avaliar a eficácia das técnicas acima mencionadas, e como principal contribuição, mostra-se que o uso das técnicas propostas de mitigação de erros residuais, além de trazer maior complexidade, não produz melhorias significativas na precisão do posicionamento quando comparada à solução PPP-TR padrão com simples frequência. Para aproveitar ao má- ximo as vantagens do PPP e do Real-Time Kinematic (RTK) e superar as limitações de ambas as técnicas, o PPP–RTK, o qual pode ser considerado uma extensão do modelo PPP, permite aos usuários obter posicionamento absoluto usando um único receptor, com maior precisão e velocidade de convergência aplicando resolução das ambiguidades. O objetivo principal deste trabalho, o qual é o primeiro de uma série de estudos e pesquisas e que compreende o escopo deste trabalho, é a pesquisa, implementação, análise e validação de um protótipo que realize o PPP-TR, sem contudo resolver as ambiguidades inteiras (PPP-RTK), mas focado no uso de receptores de simples frequência (baixo custo) e apenas observáveis do tipo pseudo-distâncias e deslocamentos Doppler do GPS. Como principal contribuição do trabalho, é desenvolvido um sistema composto por dois softwares de PPP-TR via GPS, os quais tem a funcionalidade de obter os dados de observáveis e efemérides do receptor (rover), coletar as correções necessárias em tempo real e realizar o processamentos do mesmo aplicando as técnicas estudadas, sendo que o primeiro tem como estratégia de processamento os Mínimos Quadrados Iterados Ponderado (Weighted and Iterated Least Squares - WILS) e o segundo, um Filtro de Kalman Estendido (Extended Kalman Filter - EKF).

MEMBROS DA BANCA:
Interno - VINÍCIUS MANHÃES GABRIEL DE BRITO CAVALCANTI - IFF (Suplente)
Interno - LEANDRO DA SILVA CAMARGO - UFPel (Membro)
Externo à Instituição - HAROLDO ANTONIO MARQUES - IME (Membro)
Presidente - FELIPE OLIVEIRA E SILVA (Membro)
Interno - DANILO ALVES DE LIMA (Membro)
Externo à Instituição - CARLOS RENATO CAPUTO DURÃO - UFRJ (Suplente)