Obtenção dos parâmetros horizontais do PCO de antenas GNSS por meio de sistemas baseado em regras <i>fuzzy</i>

Nardez, Nassau de Nogueira; Krueger, Cláudia Pereira; Jafelice, Rosana Sueli da Motta; Schmidt, Marcio Augusto Reolon

doi:10.1590/s1982-21702018000300024

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Boletim de Ciências Geodésicas

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Sumário

ARTICLE • Bol. Ciênc. Geod. 24 (3) • Ago 2018 • https://doi.org/10.1590/s1982-21702018000300024 copiar

Obtenção dos parâmetros horizontais do PCO de antenas GNSS por meio de sistemas baseado em regras fuzzy

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Resumo

O conhecimento do deslocamento do centro de fase (PCO) é um importante aspecto da calibração de antenas GNSS e tem influência direta na qualidade do posicionamento de alta precisão. Estudos mostram que existe correlação entre variáveis meteorológicas na determinação das componentes: norte (N), leste (E) e vertical (H) do PCO. Este artigo apresenta resultados da aplicação de Sistemas Baseados em Regras Fuzzy (SBRF) na determinação das componentes horizontais N e E. Utilizou-se a função Adaptive Neuro-Fuzzy Inference Systems (ANFIS) para gerar os SBRF tendo as componentes do PCO como variáveis de saída. Como dados de entrada utilizaram-se as variáveis ambientais temperatura, umidade relativa do ar e precipitação, variáveis do processamento de calibração de antenas como Positional Dilution of Precision e efeito multicaminho. Construiu-se um SBRF para cada componente horizontal das portadoras L1 e L2 utilizando-se um conjunto de dados de treinamento por meio da ANFIS. Definidos os SBRF, aplicou-se o conjunto de dados de verificação, comparou-se as componentes obtidas pelo SBRF e pela Base de Calibração de Antenas da Universidade Federal do Paraná. Para componentes planimétricas as diferenças foram menores que 1,00 mm, o que mostra a aplicabilidade do método para as componentes horizontais.

Palavras-chave
Calibração de Antenas GNSS; Variáveis Ambientais; Conjuntos Fuzzy; ANFIS

Series	GPS day/year	PCO components for L1		PCO components for L2
Series	GPS day/year	N (mm)	E (mm)	N (mm)	E (mm)
1	071/2015	1.4	-0.2	-0.8	0.3
2	072/2015	1.5	-0.6	-0.6	0.5
3	073/2015	1.4	-0.5	-0.6	0.4
4	074/2015	1.3	-0.2	-0.7	0.3
5	075/2015	1.4	-0.6	-0.6	0.4
6	076/2015	1.4	-0.7	-0.7	0.5
7	077/2015	1.3	-0.7	-0.6	0.5
8	078/2015	1.3	-0.7	-0.6	0.4
9	079/2015	1.3	-0.7	-0.6	0.5
10	097/2015	1.4	-0.6	-0.6	0.4
11	098/2015	1.3	-0.5	-0.6	0.4

Series	GPS day/year	Temperature (°C)	Relative Humidity (%)	Precipitation (mm)	PDOP	Multipath (m)
Series	GPS day/year	Average	Average	Maximum	PDOP	MP (L1)	MP (L2)
1	071/2015	21.2	77.9	0.4	1.1	0.60	0.59
2	072/2015	21.6	76.4	14.6	1.1	0.62	0.70
3	073/2015	21.4	77.1	14.6	1.1	0.62	0.70
4	074/2015	21.0	82.1	10.4	1.1	0.56	0.71
5	075/2015	22.1	79.0	0.2	1.1	0.56	0.71
6	076/2015	20.8	84.5	9.0	1.1	0.65	0.65
7	077/2015	19.6	87.3	0.2	1.1	0.52	0.54
8	078/2015	18.8	81.2	0.0	1.1	0.51	0.55
9	079/2015	19.2	84.3	0.2	1.1	0.54	0.54
10	097/2015	15.0	75.3	0.0	1.0	0.67	0.76
11	098/2015	16.0	72.4	0.0	1.0	0.67	0.76

Carrier Wave	FRBS for the components	RMSE (mm)	Relative Error
L1	N	0.56	0.37
	E	0.49	0.85
L2	N	0.18	0.28
	E	0.19	0.55

Series	GPS day/year	PCO components for L1		PCO components for L2
Series	GPS day/year	N (mm)	E (mm)	N (mm)	E (mm)
V. 1	086/2015	1.7	-0.6	-0.7	0.2
V. 2	089/2015	1.5	-0.2	-0.8	0.3
V. 3	090/2015	1.5	-0.7	-0.6	0.4
V. 4	091/2015	1.4	-0.6	-0.6	0.4
V. 5	092/2015	1.5	-0.6	-0.6	0.4
V. 6	096/2015	1.4	-0.6	-0.6	0.4

Series	GPS day/year	Temperature (°C)	Relative Humidity (%)	Precipitation (mm)	PDOP	Multipath (m)
Series	GPS day/year	Average	Average	Maximum	PDOP	MP (L1)	MP (L2)
V. 1	086/2015	21.4	76.33	14.0	1.1	0.65	0.64
V. 2	089/2015	19.3	87.95	4.4	1.2	0.57	0.78
V. 3	090/2015	20.1	69.68	6.5	1.1	0.52	0.53
V. 4	091/2015	19.5	78.52	0.0	1.1	0.51	0.53
V. 5	092/2015	19.0	73.20	0.0	1.0	0.65	0.83
V. 6	096/2015	18.1	73.45	0.0	1.1	0.54	0.56

V.	N L1 (mm)			E L1 (mm)			N L2 (mm)			E L2 (mm)
V.	RC	FRBS	Diff	RC	FRBS	Diff	RC	FRBS	Diff	RC	FRBS	Diff
V. 1	1.70	1.40	0.30	-0.60	-0.36	-0.24	-0.70	-0.52	-0.18	0.20	0.17	0.03
V. 2	1.50	1.39	0.11	-0.20	-0.72	0.52	-0.80	-0.44	-0.36	0.30	0.20	0.10
V. 3	1.50	0.55	0.90	-0.70	-0.10	-0.60	-0.60	-0.40	-0.20	0.40	0.10	0.30
V. 4	1.40	1.00	0.40	-0.60	-0.10	-0.50	-0.60	-0.68	0.08	0.40	0.18	0.22
V. 5	1.50	0.90	0.60	-0.60	-0.20	-0.40	-0.60	-0.55	-0.05	0.40	0.19	0.21
V. 6	1.40	0.83	0.57	-0.60	-0.10	-0.50	-0.60	-0.54	-0.06	0.40	0.17	0.23
σ	±0.11	±0.33	-	±0.18	±0.25	-	±0.08	±0.10	-	±0.08	±0.03	-

T-student			ANOVA
Components	L1	L2	Components	L1	L2
N	0.0663	0.0932	N	P > 0.0066	P > 0.0346
E	0.1502	0.0645	E	P > 0.0426	P > 0.0006

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