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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.11.2008.tde-18112008-152542
Documento
Autor
Nome completo
Thiago Martins Machado
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2008
Orientador
Banca examinadora
Molin, Jose Paulo (Presidente)
Fiorio, Peterson Ricardo
Monico, Joao Francisco Galera
Título em português
Avaliação de desempenho de receptores de GPS em modo estático e cinemático
Palavras-chave em português
Agricultura de precisão
Sistema de posicionamento global.
Resumo em português
São inúmeras as atividades que fazem uso do sistema Global Navigation Satellite System - GNSS, sendo o Global Positioning System - GPS, desenvolvido pelos Estados Unidos, o mais utilizado. Na área de agricultura de precisão há a necessidade de posicionamento estático e cinemático com demandas de distintos níveis de acurácia e precisão para diferentes aplicações. A deficiência de informações técnicas dos fabricantes causa incertezas nos usuários, quanto à classe de receptor a ser utilizado para determinadas atividades agrícolas. Por esses motivos os objetivos deste trabalho foram: avaliar o uso de correções diferenciais através de ensaio estático, testar o uso do receptor GPS RTK como referência para avaliar o desempenho de receptores de baixo custo em condição cinemática e desenvolver uma plataforma instrumentada para avaliar os receptores de GPS sob condição cinemática representativa para operações agrícolas. No primeiro caso foram realizados ensaios com oito receptores, sobre uma torre livre de impedimentos físicos, na qual foi montada uma plataforma em formato de cruz e nos receptores foram ativadas e desativadas as correções diferenciais WAAS, EGNOS, SF1 e SF2 e também testadas as várias intensidades de filtragem disponíveis em alguns dos receptores. No ensaio cinemático utilizando um receptor GPS RTK como referência foram utilizados dois receptores de navegação, fixados sobre a cabine de um trator e foram coletados dados com diferentes freqüências. Para ensaios cinemáticos foi construída uma plataforma móvel instrumentada com um detector óptico de pulsos (encoder), um sensor foto elétrico e dois coletores de dados responsáveis por realizar o sincronismo entre os pulsos do encoder e as atualizações da sentença do GPS e armazenamento dos dados. Assim foi possível determinar as coordenadas de referência para o cálculo dos erros de precisão e acurácia do receptor GPS submetido à avaliação. Na avaliação dos receptores em ensaio estático os resultados mostraram que as correções WAAS e EGNOS não adicionam qualidade ao posicionamento na região de Piracicaba, SP. Com a ativação dessas correções os erros de precisão e de acurácia aumentaram. As correções diferencias SF1 e SF2 via satélite demonstraram ser mais acuradas que os demais sistemas ensaiados. O ensaio sob condição cinemática, com GPS RTK de referência, permitiu o cálculo de erros somente no sentido perpendicular ao percurso. A plataforma instrumentada funcionou, cumprindo as expectativas e permitindo o cálculo dos erros de precisão e acurácia, porém demonstrou problemas de robustez nos coletores de dados, necessitando de pequenas melhorias.
Título em inglês
Performance evaluation of GPS receivers under static and cinematic conditions
Palavras-chave em inglês
Global positioning system
Precision agriculture
Resumo em inglês
The activities that use the Global Navigation Satellite System - GNSS, are countless, and the Global Positioning System - GPS, developed by the United States is the most used today. In precision agriculture there is a need of static and cinematic positioning with demands of distinct levels of accuracy and precision for different applications. Technical information deficiencies from the manufacturers causes uncertainties to the users, as the receiver class to be used for certain agricultural activities. For these reasons the objectives of this work were: evaluate the use of differential corrections through static test, to test the use of RTK GPS as reference to evaluate the performance of low cost receivers under cinematic condition and develop an instrumented platform to evaluate GPS receivers under cinematic condition that represents agricultural operations. In the first case were realized tests with eight receivers, in the top of a tower free of physical obstacles, where it was mounted a platform with cross shape. The differential corrections WAAS, EGNOS, SF1 and SF2 were tested and also some intensities of filtering available in some of the receivers. In one of the cinematic tests, using a RTK GPS as reference, we used two navigation receivers, fixed over a tractor cabin and the data were collected with different frequencies. For the second cinematic test it was built a moving platform instrumented with a pulse optical detector (encoder), a photoelectric sensor and two data loggers, responsible for the synchronization between the encoder pulses and the GPS strings, and also log the data. With that it was possible to determine the reference coordinates to calculate the errors of precision and accuracy of the GPS receiver submitted to evaluation. The evaluation in static way showed that the corrections WAAS and EGNOS do not work in the region of Piracicaba, SP. Activating these corrections the precision and accuracy errors increased. The data collected with the satellite differential corrections SF1 and SF2 got closer to the real coordinate than the other evaluated systems. The test under cinematic condition, with the RTK GPS as reference, allowed the errors calculation only in the perpendicular direction of the course. The instrumented platform worked, accomplishing the expectation and allowing the errors calculation of precision and accuracy, however, showed problems of robustness in the data loggers, needing some improvement.
 
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Thiago_Machado.pdf (8.66 Mbytes)
Data de Publicação
2008-11-19
 
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