DESENVOLVIMENTOS DO LABORATÓRIO DE GEODÉSIA ESPACIAL E HIDROGRAFIA.

Autores

¹Euriques, J.F.; ²Krueger, C.P.; ³Viski, A.R.; ⁴Huinca, S.C.M.

¹UFPR Email: jorge.euriques@gmail.com
²UFPR Email: cpkrueger64@gmail.com
³UFPR Email: anderviski@gmail.com
⁴UFPR Email: suelen.huinca@gmail.com

Resumo

Laboratório de Geodésia Espacial e Hidrografia (LAGEH), localizado no Campus do Centro Politécnico da Universidade Federal do Paraná, agrega as atividades de posicionamento e navegação baseada em técnicas espaciais. Desde 2006, tem dedicado esforços na inovação de produtos e de processos. Dentre as inovações tecnológicas desenvolvidas e em desenvolvimento pelo LAGEH cita-se: implantação de uma Base de Calibração de Antenas GNSS no Brasil (BCAL/UFPR); desenvolvimento de um material capaz de atenuar o sinal indireto (AEM-LAGEH) que chega a uma antena receptora dos sinais de uma constelação de satélites artificiais e o desenvolvimento de bóias Eulerianas para o monitoramento do nível de massas de água. No presente artigo serão apresentadas as inovações desenvolvidas e os resultados alcançados até o momento. A Base de Calibração de Antenas GNSS foi implantada em 2006, e é fruto de um programa de cooperação internacional denominado PROBRAL, (CAPES/ DAAD) e de um projeto de pesquisa aprovado pelo CNPq, edital MCT/CNPq 02/2006. É a primeira Base de Calibração de Antenas GNSS no Brasil e na América Latina. São efetuadas calibrações relativas em campo gerando parâmetros de calibração das antenas GNSS em nível relativo e levado a nível absoluto, visto que, as calibrações são efetuadas a partir de uma antena de referência já calibrada absolutamente. Os resultados obtidos na estação BCAL/UFPR mostram que os parâmetros determinados de uma mesma antena são diferentes quando obtidos em épocas distintas e sob diferentes condições ambientais. Constatou-se que as antenas apresentam maiores variações com relação aos parâmetros de calibração com o passar dos anos. Desta forma quando se almeja empregá-las em levantamentos acurados calibrações dessas antenas devem ser realizadas no mesmo período. Segundo Huinca (2014) as maiores variações nos parâmetros próprios ocorreram em períodos de chuva e de máxima umidade relativa do ar. Pesquisas continuam a ser desenvolvidas no que tange a estas calibrações visando a geração dos parâmetros próprios de antenas. Visando minimizar outra fonte de erro sistemático que está diretamente ligado à antena de recepção do sinal dos satélites observados, o efeito multicaminho, foi desenvolvido um material que tem a propriedade de refletir ou absorver ondas eletromagnéticas, transformando essas ondas em calor denominado de AEM-LAGEH. O material baseia-se no princípio da tecnologia MARE (Materiais Absorvedores de Radiação Eletromagnética) empregado no uso civil como isolante de sinais eletromagnéticos ou uso militar Stealth (termo em inglês para escondido ou furtivo), a qual é empregada em aviões, submarinos e helicópteros de combate, tornando esses aparelhos imperceptíveis aos radares e sonares (USAF, 1996). O primeiro protótipo desenvolvido foi empregado sob o Pilar 3000 Sul, localizado na BCAL/UFPR. Os dados coletados foram analisados através do programa TEQC, (Translate Edit Quality Check), que indica o nível de variação média do feito do multicaminho numa estação de observação para a fase da portadora L1 e L2. Verificou-se que houve a atenuação do multicaminho, pois a variação média desse efeito foi menor quando se utilizou o material atenuador produzido pelo laboratório (VISKI, 2010). Novos protótipos foram desenvolvidos visando atenuar o efeito do multicaminho em antenas GNSS instaladas próximas a massas de água visto que a mesma é afetado por reflexões do sinal quando este sinal incide sobre a água (VISKI 2012). O terceiro protótipo foi desenvolvido de forma a envolver parte da antena com relação ao ARP(Antenna Reference Point) e o corpo da mesma, desta forma minimizando parte da incidência da reflexão do tipo LHCP proveniente do multicaminho provocado pela água. Para a portadora L1 o índice MP1 de multicaminho foi em média 0,2436m sem o uso do isolante eletromagnético AEM-LAGEH 3. Após o uso do material houve uma redução média de 0,126m. Para a portadora L2 o índice MP2 de multicaminho foi em média 0,5136m sem o uso do isolante eletromagnético AEM-LAGEH 3, acarretando numa redução média de 0,2544m. Verificou-se que com o emprego dos materiais atenuadores os melhores resultados alcançados foram para a portadora L1 cerca de 55% de eficiência de atenuação com o emprego deste prototipo, e para a portadora L2 a eficiência foi de 57%. As plataformas de monitoramento de massas de água (Eulerianas), as quais realizam observações GPS com relação à elevação de níveis de água, seja de forma pontual fixa ou em uma área geográfica especifica fazem parte dos equipamentos desenvolvidos pelo LAGEH (VISKI, 2012). Elas são de baixo custo, porém de qualidade e empregando tecnologia nacional. A última versão da plataforma Euleriana desenvolvida possibilita a emissão de um alerta que pode ser enviado entre uma estação de monitoramento (Plataformas PEN-01) a uma estação de controle por meio de sistemas de comunicação (Xbee ou TK-103B). Verificou-se através de observações que esta plataforma teve um melhor desempenho para estudos cíclicos temporais de massas de água ou aplicações de emissão de alerta com variações superiores a 0,5m. Com a segunda plataforma Euleriana denominada PEN-02 verificou-se mensurações centimétrica obtidas pelos sensores ultrassom e chave de contato switch, sendo indicada esta plataforma para emissão de alerta de enchente. Estes desenvolvimentos estão contribuindo com a inovação tecnológica brasileira e com o monitoramento de áreas sujeitas a desastres naturais, bem como, com outras aplicações que demandam posicionamentos precisos e informações geoespaciais.

Keywords

Inovação Tecnológica; Monitoramento de Massas; Multicaminho e PCO

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