O GNSS (Sistema Global de Navegação por Satélite) é uma tecnologia essencial para navegação e posicionamento, sendo amplamente utilizado em diversas indústrias como aeroespacial, construção civil, transporte, planejamento urbano, agricultura, entre outras. Contudo, ao realizar o posicionamento GNSS, diversos erros podem surgir, sejam relacionados aos satélites, ao caminho de propagação do sinal ou ao receptor GNSS. Esses erros inevitavelmente afetam a precisão das medições. Neste artigo, apresentamos os principais tipos de erros no GNSS e como eles podem ser reduzidos ou eliminados.
Categorias de Erros GNSS
Os erros no GNSS podem ser classificados em quatro categorias principais:
- Erros relacionados aos satélites GNSS.
- Erros relacionados ao caminho de propagação do sinal.
- Erros relacionados ao receptor GNSS.
- Outros tipos de erros.
Erros Relacionados aos Satélites GNSS
Erro de Efemérides dos Satélites
Durante o movimento dos satélites, as influências de perturbações diversas e a dificuldade de monitorá-las de forma confiável por estações terrestres resultam em erros entre as posições previstas (baseadas em dados de efemérides) e as posições reais dos satélites.
Erro do Relógio dos Satélites
Embora os satélites GNSS sejam equipados com relógios atômicos de alta precisão (como relógios de rubídio e césio), ainda existem desvios ou deriva em relação ao tempo ideal do GNSS.
Como Reduzir Esses Erros?
- Utilizar efemérides precisas fornecidas por serviços como o IGS (Serviço Internacional de GNSS), que oferecem dados orbitais de alta precisão.
- Aplicar a técnica de observação sincronizada entre duas ou mais estações, calculando as diferenças para mitigar os erros de efemérides e relógios.
Erros Relacionados ao Caminho de Propagação do Sinal
Erro de Refração Ionosférica
Ao atravessar a ionosfera, o sinal dos satélites é afetado por elétrons e íons, alterando sua velocidade e direção.
Erro de Refração Troposférica
Na passagem pela troposfera, o sinal é influenciado por variações de pressão atmosférica, temperatura e umidade.
Erro de Múltiplos Caminhos
Se o sinal GNSS for refletido por objetos próximos, como prédios ou superfícies d’água, e depois alcançar a antena GNSS, ele poderá interferir com o sinal direto, reduzindo a precisão da medição.
Como Reduzir Esses Erros?
Para Refração Ionosférica:
- Utilizar receptores GNSS de dupla ou múltipla frequência.
- Aplicar modelos ionosféricos fornecidos pelas mensagens de navegação.
Para Refração Troposférica:
- Adotar modelos de correção como Hopfield ou Saastamoinen, que reduzem mais de 90% dos efeitos da refração.
- Usar dispositivos avançados para medir diretamente o efeito do vapor d’água no sinal.
Para Erro de Múltiplos Caminhos:
- Evitar áreas próximas a superfícies reflexivas como água, prédios ou montanhas.
- Utilizar antenas de alta qualidade, como antenas com chocking-ring, para minimizar interferências.
Erros Relacionados ao Receptor GNSS
Erro do Relógio do Receptor
Os relógios internos dos receptores GNSS têm menor precisão em comparação aos relógios atômicos dos satélites, o que pode causar desvios no tempo.
Erro de Posicionamento do Receptor
Posicionar inadequadamente a antena GNSS pode causar erros significativos de medição.
Erro do Centro de Fase
O erro do centro de fase ocorre quando o ponto onde o sinal é recebido (centro de fase) não coincide com o centro geométrico da antena.
Como Reduzir Esses Erros?
Para o Erro do Relógio do Receptor:
- Utilizar receptores GNSS com relógios de alta precisão.
- Aplicar técnicas de correção diferencial (DGPS) com base em uma estação de referência.
Para o Erro de Posicionamento:
- Montar a antena em um dispositivo de centragem forçada para garantir consistência na posição.
Para o Erro do Centro de Fase:
- Utilizar parâmetros de correção de centro de fase (PCO) disponíveis em bancos de dados como IGS ou NGS.
- Adotar antenas GNSS de alta qualidade, como antenas com características bem definidas do centro de fase.
