Estimativa e propagação de valores de DCB de um receptor GPS com vistas a correção de ordem superior do efeito ionosférico

Orientador: Prof. Dr. Tiago Lima Rodrigues Coorientador: Prof. Dr. Luiz Danilo Damasceno Ferreira Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas. Defesa : Curitiba, 19/02/2019 Inclui referências: p. 73-79 Resumo: Atualmente, o efeito provocado pela ionosfera nos sinais GNSS é um fator limitante a acurácia do posicionamento. Quando se almeja maior acurácia no posicionamento GNSS, é imprescindível a correção dos efeitos de ordem superior da refração ionosférica que geralmente são negligenciados no processamento dos dados. O erro associado à ionosfera é diretamente proporcional ao conteúdo total de elétrons (TEC) presentes na atmosfera e inversamente proporcional ao quadrado da frequência. O cálculo do TEC é influenciado pelo erro sistemático conhecido como tendência inter-frequência (IFB) que, no caso do código, é a tendência diferencial devido ao atraso do código (DCB). Este erro é causado por atrasos no caminho do sinal GNSS ao percorrer o hardware do satélite e do receptor. Esta pesquisa tem como principal objetivo a determinação do DCB de um receptor GPS para utilização no cálculo do TEC e na correção dos efeitos de ordem superior da refração ionosférica. Também foi feita a propagação numérica dos valores de DCB obtidos a fim de validar o experimento para otimização do tempo em trabalhos futuros. Realizou-se processamentos PPP no software RTKLIB para análise da acurácia planialtimétrica obtidas com a correção dos efeitos de ordem superior da refração ionosférica. Os resultados obtidos no teste de propagação numérica do DCB mostraram uma acurácia média de 0,2 cm para latitude, 1,4 cm para longitude e 1,5 cm para altitude. Ainda, os resultados obtidos com os processamentos feitos com correção de ordem superior da refração ionosférica mostram uma melhora na ordem do milímetro para as componentes X e Z e na ordem do centímetro para a componente Y quando comparados com o processamento considerando apenas correção de primeira ordem. Palavras chave: DCB; TEC; GNSS; efeitos ionosféricos de ordem superior; posicionamento GPS. Abstract: Nowadays, the effect caused by the ionosphere on the GNSS signals is a factor limiting the accuracy of the positioning. When higher accuracy is sought in the GNSS positioning, it is essential to correct the higher order effects of ionospheric refraction that are generally neglected in data processing. The error associated with the ionosphere is directly proportional to the total electron content (TEC) present in the atmosphere and inversely proportional to the square of the frequency. The calculation of the TEC is influenced by the systematic error known as the interfrequency bias (IFB), which in the case of the code is the differential code bias (DCB). This error is caused by delays in the GNSS signal path when traversing satellite and receiver hardware. This research has as main objective the determination of the DCB of a GPS receiver for use in the calculation of the TEC and in the correction of the higher order effects of the ionospheric refraction. It was also done the numerical propagation of the DCB values obtained in order to validate the experiment to optimize the time in future works. PPP processing was performed in the RTKLIB software to analyze the planialtimetric accuracy obtained with the correction of the higher order effects of the ionospheric refraction. The results obtained in the numerical propagation test of the DCB showed an average accuracy of 0.2 cm for latitude, 1.4 cm for longitude and 1.5 cm for altitude. Furthermore, the results obtained with the higher-order correction processes of the ionospheric refraction show an improvement in the millimeter order for the X and Z components and in the order of the centimeter for the Y component when compared to the processing considering only first order correction. Keywords: DCB; TEC; GNSS; higher order ionospheric effects; GPS positioning.