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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.3.2018.tde-28082018-090652
Documento
Autor
Nome completo
Erly Caldas de Lima
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2018
Orientador
Banca examinadora
Cintra, Jorge Pimentel (Presidente)
Almeida Filho, Flavio Guilherme Vaz de
Chaves, João Carlos
Fonseca Junior, Edvaldo Simões da
Trabanco, Jorge Luiz Alves
Título em português
Proposta de metodologia para melhora do posicionamento obtido através de receptores GPS de baixo custo.
Palavras-chave em português
A-GPS
GPS de baixo custo
HSGPS
Sistema de posicionamento global
Telefonia celular
Telefonia móvel
Telefonia sem fio
Resumo em português
O desenvolvimento técnico da eletrônica, a contínua redução do tamanho dos receptores GNSS, associada à diminuição do consumo de energia, transformaram estes produtos em alguns circuitos integrados ou apenas pequenos chips do tamanho de um botão de uma camisa. Desta forma pode-se promover a sua integração com inúmeros dispositivos eletrônicos. A associação com os telefones celulares foi principalmente impulsionada pelo mandato de aprimoramento dos serviços 911 (E911) da Federal Communications Commission (FCC) nos Estados Unidos, exigindo que todas as operadoras de telefonia móvel daquele país fornecessem a localização com boa precisão das chamadas de emergência. Esta necessidade estimulou a produção dos chips em larga escala e, portanto, a diminuição do custo e a sua popularização. Desta maneira quase que em sua totalidade, os telefones celulares são hoje fabricados com receptores GPS, o que torna estes dispositivos uma das fontes mais baratas de se obter o Geoposicionamento. Acontece que existe uma lacuna na literatura quanto à precisão e a exatidão das coordenadas fornecidas por estes equipamentos. O presente trabalho visa, através de testes estatísticos e da comparação com outros receptores GPS e métodos, quantificar estes valores e propor uma metodologia para melhorar tal posicionamento. Para conseguir o objetivo, a estrutura do Sistema Operacional do telefone foi modificada de tal modo que fosse possível o acesso às observáveis do chipset do GPS embarcado e convertidos para o padrão RINEX de arquivamento de dados brutos. Os testes foram executados com o equipamento original e com o equipamento modificado com a instalação de uma antena externa e mostraram que com a utilização da medida de fase da portadora o equipamento pode fornecer o posicionamento com uma precisão média de 0,069m, com o desvio padrão de 0,047m e erro planimétrico de posicionamento máximo de 0,218m e mínimo de 0,004m.
Título em inglês
Proposal of a methodology for improving low cost GPS receivers positioning.
Palavras-chave em inglês
A-GPS
Cell Phones
Cellphone DGPS
GPS position improvement
HSGPS
Low cost GPS
Resumo em inglês
The technical development of electronics, the continuous reduction in the size of GNSS receptors, allied with the energy consumption decrease, transformed these products into some integrated circuits or in small Chips as small as size of a button of a shirt. In this way one can promote its integration with countless electronic devices. The association with cell phones was mainly driven by the mandate to enhance services 911 (E911) of the Federal Communications Commission (FCC) in the United States, requiring that all mobile carriers of that country provide all the emergency calls location with good accuracy. So as to fulfill this necessity, the production of Chips in a large scale has been stimulated and therefore the decrease in cost and its popularity. In this way almost in its entirety, cell phones are now manufactured with GPS receivers, which makes these devices one of the cheapest sources to obtain the geopositioning. It turns out that there is a gap in the literature about how precise and accurate the coordinates provided by these equipments can be. This thesis aims through statistical tests and comparison with other GPS receivers and methods, quantify these values and propose a methodology to improve such positioning. To achieve the objective, the structure of the phone's operating system was modified in such a way that it was possible to access the embedded GPS Chipset observables and then converted into the RINEX standard raw data file. The tests were carried out with the original equipment and with the modified ones, with an external antenna installation which showed that using the phase measure of the carrier, the equipment can provide a positioning with an average accuracy of 0, 069m, with a default deviation of 0, 047m and a maximum planimetric positioning error of 0, 218m and a minimum of 0, 004m.
 
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Data de Publicação
2018-08-30
 
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