Posicionamento GNSS
Quando usar PPP, PPK ou RTK
PPP, PPK e RTK diferem na forma de tratar os erros das observações e na disponibilidade do resultado. A seleção depende da infraestrutura de referência, da necessidade de coordenadas em tempo real, da dinâmica do receptor e dos requisitos de qualidade.
Posicionamento por ponto preciso e posicionamento relativo
As observações GNSS são afetadas pelos erros de órbita e de relógio, pela propagação atmosférica, pelo multicaminho e pelas características das antenas. O tratamento desses efeitos depende da estratégia de posicionamento.
No posicionamento relativo, observações simultâneas de dois receptores permitem reduzir erros espacialmente correlacionados. As duplas diferenças entre receptores e satélites eliminam os termos de relógio correspondentes. Os resíduos atmosféricos e orbitais dependem, entre outros fatores, da distância entre base e rover.
O PPP utiliza observações de um receptor e produtos precisos de órbita e relógio dos satélites. O processamento estima as coordenadas e parâmetros adicionais, como o relógio do receptor e o atraso troposférico, com modelos específicos para os demais efeitos.
O posicionamento relativo requer uma estação de referência compatível com o levantamento. O PPP dispensa uma base local, mas depende dos produtos utilizados e da convergência dos parâmetros estimados.
Posicionamento relativo em tempo real e pós-processado
No RTK, os dados da estação de referência são transmitidos por rádio ou internet durante a observação, permitindo calcular coordenadas em tempo real. No PPK, as observações registradas na base e no rover são processadas após a aquisição.
A interrupção do enlace pode comprometer a solução RTK em tempo real. Se as observações brutas foram gravadas, ainda podem ser utilizadas em pós-processamento. O PPK admite processamento direto e reverso, mas não recupera observações ausentes nem garante a solução de todos os trechos.
O RTK atende atividades que exigem coordenadas durante a execução, como locação e conferência de pontos. O PPK é adequado quando o resultado pode ser calculado posteriormente e há registros simultâneos da base e do rover.
| Critério | PPP | PPK | RTK |
|---|---|---|---|
| Receptores | Um | Base e rover com observações simultâneas | Rover e estação de referência com comunicação |
| Base ou estação de referência | Dispensa | Necessária | Necessária, com transmissão de dados |
| Alvo em movimento | Possível, limitado pela convergência | Caso de uso típico | Caso de uso típico |
| Resultado disponível | Após processamento com produtos compatíveis | Após o pós-processamento | Em tempo real |
| Dependência da distância | Não há linha de base | Correlação dos erros diminui com a distância | Correlação dos erros diminui com a distância |
| Dependência de produto orbital | Determinante | Secundária | Secundária |
| Interrupção do rastreio GNSS | Pode exigir nova convergência | Pode exigir reinicialização das ambiguidades | Pode exigir reinicialização das ambiguidades |
Aplicações do PPP
- Determinação de estação estática, com tempo de ocupação disponível.
- Local sem estação de referência a distância compatível, ou sem logística para instalar uma base.
- Determinação de coordenadas sem depender de uma base local, com posterior compatibilização ao referencial oficial.
- Prazo compatível com a disponibilidade dos produtos precisos selecionados.
No posicionamento relativo, erros na coordenada da base se propagam às coordenadas do rover. Esse deslocamento pode não ser evidenciado pelos desvios formais. O PPP não depende de uma base local, mas continua sujeito aos erros de observação, modelagem e transformação de referencial.
Aplicações do PPK
- Determinação de trajetórias de aeronaves, embarcações ou veículos.
- Levantamento aerofotogramétrico, em que cada exposição precisa da sua própria posição.
- Existe base no local, ou estação de referência a distância compatível.
- Disponibilidade de observações simultâneas e de efemérides compatíveis com a estratégia de processamento.
A relação entre a trajetória da antena, o lever arm e o centro perspectivo da câmera é apresentada em processamento PPK para drones DJI.
Aplicações do RTK
- Locação, conferência e materialização de ponto, com decisão tomada em campo.
- Área com cobertura de rede de referência confiável e enlace estável.
- Atividades em que a qualidade pode ser avaliada em campo e a observação repetida quando necessário.
Estações de referência da RBMC
As estações da Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo dos Sistemas GNSS (RBMC), mantida pelo IBGE, fornecem observações que podem servir de referência ao pós-processamento. O serviço RBMC-IP disponibiliza dados em tempo real por NTRIP, sujeito à disponibilidade das estações e da comunicação.
A seleção da estação deve considerar a distância, as condições ionosféricas, o intervalo de registro, as constelações observadas e a cobertura temporal. A estação geograficamente mais próxima nem sempre possui dados adequados à duração e à dinâmica do levantamento.
Fontes de erro e controle de qualidade
A qualidade do resultado depende das observações e dos parâmetros informados. Os erros abaixo podem afetar os três métodos e exigem verificações complementares aos indicadores do ajustamento.
- Altura de antena incorreta. Pode introduzir viés na coordenada do marco sem alteração proporcional dos desvios formais. A medida e a convenção devem ser conferidas.
- Obstrução e multicaminho. Podem afetar a geometria, a continuidade e a qualidade das observações.
- Tempo de observação insuficiente. Pode limitar a convergência e a resolução das ambiguidades, conforme o método.
- Calibração de antena inadequada. Erros nos parâmetros de centro de fase podem afetar as coordenadas, especialmente a componente vertical.
- Verificação independente insuficiente. Sem referências externas adequadas, a acurácia não é demonstrada pelos indicadores internos.
Sistema de altitude
O posicionamento GNSS determina a altitude elipsoidal. A obtenção de altitude normal ou ortométrica requer um modelo compatível com o datum vertical do projeto. No Brasil, o hgeoHNOR2020 fornece fatores para conversão em altitudes normais, enquanto o MAPGEO2015 fornece ondulações geoidais para estimativa de altitudes ortométricas. Consulte os sistemas de altitude e seus modelos de conversão.
Perguntas frequentes
Qual a diferença entre PPK e RTK?
Ambos utilizam posicionamento relativo. O RTK calcula coordenadas durante a observação, com comunicação entre referência e rover. O PPK utiliza os registros após a aquisição e pode combinar processamento direto e reverso, conforme o programa empregado.
PPP é melhor que PPK?
A escolha depende da aplicação. O PPP dispensa base local, mas requer produtos e tempo de observação compatíveis com a convergência. O PPK utiliza referência e rover com observações simultâneas. A comparação de desempenho exige as condições do ensaio.
Posso usar PPP em levantamento com drone?
O PPP cinemático pode ser aplicado a plataformas móveis. Sua adequação ao voo depende da convergência, da continuidade do rastreio e dos produtos utilizados. O PPK é uma alternativa quando há observações simultâneas de uma base compatível.
Preciso de ponto de apoio se uso PPK ou RTK?
A necessidade e a distribuição dos pontos de apoio dependem do projeto e da estratégia de ajustamento fotogramétrico. Pontos de checagem independentes, não utilizados no ajustamento, permitem avaliar a acurácia externa do produto.
É possível utilizar uma estação da RBMC como base?
Sim, desde que as observações cubram o levantamento e sejam compatíveis com o processamento. Devem ser conferidos a coordenada da estação, o referencial, a época, o intervalo de registro e a distância até o rover.