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Monitoramento em tempo real das irregularidades ionosféricas e respectiva influência no posicionamento de máquinas agrícolas simuladas
Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/1113625
Registro completo de metadados
| Metadados | Descrição | Idioma |
|---|---|---|
| Autor(es): dc.contributor | Pereira, Vinícius Amadeu Stuani | - |
| Autor(es): dc.contributor | Pereira, Vinícius Amadeu Stuani | - |
| Autor(es): dc.contributor | Rocha, Anderson Sandro da | - |
| Autor(es): dc.contributor | Thomaz, Diego Venâncio | - |
| Autor(es): dc.creator | Serena, Gabriele Vitória Silva | - |
| Data de aceite: dc.date.accessioned | 2025-08-29T13:27:33Z | - |
| Data de disponibilização: dc.date.available | 2025-08-29T13:27:33Z | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2025-08-20 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2025-08-20 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2025-06-26 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37952 | - |
| Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/1113625 | - |
| Descrição: dc.description | Some autonomous applications are increasingly demanding high precision, transferring efficient work, such as the movement of agricultural machinery. To this end, errors in positioning by the GNSS (Global Navigation Satellite System) will be minimized or eliminated. In the case of Brazil, the main source of error comes from the ionospheric layer, composed of ions and electrons and approximately between 50 and 1000 km high. Thus, when GNSS signals cross regions of ionospheric irregularities, they can suffer scintillation, degrading the quality of the measurements. In this regard, several projects stand out, such as NORTE (Núcleo de Referência em Tecnologias Espaciais) between ITAIPU and UTFPR, which aims to carry out studies in the area of Geodesy. It is also worth noting that ionospheric activity is related to solar activity, and that the peak of cycle 25 is occurring in the 2024/2025 biennium. Thus, the work carried out real-time monitoring of ionospheric irregularities from the ROTI index for several regions of Brazil, as well as obtained the influence on the planimetric and altimetric accuracies of agricultural machinery. For this, 6 stations of the RBMC-IP (Brazilian Network for Continuous Monitoring of GNSS Systems in Real Time) and 6 stations of the INCT GNSS-NavAer network were selected, from north to south, contemplating the geographic variation of the ionosphere, as well as different lengths of baselines. Using the RTIon and Ion_Index programs, real-time and post-processed ROTI values were obtained for the period from June to December 2024. Considering the post-processed values as reference parameters, an average RMSE (Root Mean Square Error) of 0.0051 ROT/s and an average distinction coefficient of 0.9750 were obtained, which demonstrates robustness and reliability of the real-time ROTI estimates. Analyzing the series from June to December, for each season, it was concluded that strong irregularities occurred between the spring equinox (September) and the summer solstice (December), mainly in the regions of the southern ridge of the EIA (Equatorial Ionization Anomaly), which covers the states of Bahia, Minas Gerais, São Paulo, and Paraná. This fact is corroborated by the values of the ionospheric scintillation index S4, communicated by the INCT GNSS-NavAer stations. Finally, using the RTKLib program, real-time kinematic positioning (RTK – Real Time Kinematic), widely used in Precision Agriculture (PA), was performed to evaluate the behavior of planimetric and altimetric accuracies under irregularity scenarios. Considering the INCT GNSS-NavAer stations as a reference (base) and the RBMC-IP stations simulating agricultural machinery in operation (rover), it was found that the longer the baseline and/or the greater the intensity of the irregularities, the shorter the time intervals in which the private service is guaranteed to operate. As a way of mitigating the effects of the ionosphere on PA, producers can calculate the ROTI index in real time and, if the value exceeds and maintains the limits of 0.05 ROT/s (moderate irregularity), a warning must be sent to the pilot, resulting in an imminent loss of precision. | - |
| Descrição: dc.description | Algumas aplicações autônomas estão cada vez mais demandando alta precisão, visando um trabalho eficiente, como por exemplo o deslocamento de máquinas agrícolas. Para isto, os erros no posicionamento pelo GNSS (Global Navigation Satellite System) necessitam ser minimizados ou eliminados. Em se tratando do Brasil, a principal fonte de erro advém da camada ionosférica, composta por íons e elétrons e compreendida aproximadamente entre 50 e 1000 km de altura. Dessa forma, quando os sinais GNSS atravessam regiões de irregularidades ionosféricas, os mesmos podem sofrer cintilações, degradando a qualidade das medidas. Neste assunto vários projetos se destacam, como o NORTE (Núcleo de Referência em Tecnologias Espaciais) entre a ITAIPU e a UTFPR, que visa a realização de estudos na área de Geodésia. Ressalta-se também que a atividade ionosférica está relacionada com a atividade solar, e que o ápice do ciclo 25 está ocorrendo no biênio 2024/2025. Assim, o trabalho realizou o monitoramento em tempo real das irregularidades ionosféricas a partir do índice ROTI para várias regiões do Brasil, bem como, verificou a influência nas precisões planimétricas e altimétricas de maquinários agrícolas. Para isto 6 estações da RBMC-IP (Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo dos Sistemas GNSS em Tempo Real) e 6 estações da rede INCT GNSS-NAvAer foram selecionadas, de norte a sul, contemplando a variação geográfica da ionosfera, bem como diferentes comprimentos de linhas de base. Utilizando os programas RTIon e Ion_Index, os valores de ROTI em tempo real e pós-processado foram obtidos para o período de junho a dezembro de 2024. Considerando os valores pós-processados como parâmetros de referência, obteve-se um RMSE (Root Mean Square Error) médio de 0,0051 ROT/s e um coeficiente de correlação médio de 0,9750, o que demonstra a robustez e confiança das estimativas em tempo real do ROTI. Analisando as séries de junho a dezembro de cada estação, concluiu-se que as fortes irregularidades ocorreram entre o equinócio de primavera (setembro) e o solstício de verão (dezembro), principalmente nas regiões da crista sul da AIE (Anomalia de Ionização Equatorial), que compreende os estados da Bahia, Minas Gerais, São Paulo e Paraná. Tal fato é corroborado pelos valores do índice de cintilação ionosférica S4, advindos das estações INCT GNSS-NavAer. Por fim, utilizando o programa RTKLib foram realizados posicionamentos cinemáticos em tempo real (RTK – Real Time Kinematic), muito empregado na Agricultura de Precisão (AP), para avaliar o comportamento das precisões planimétrica e altimétrica sob cenários de irregularidades. Considerando as estações INCT GNSS-NavAer como referência (base) e as estações RBMC-IP simulando máquinas agrícolas em funcionamento (rover), verificou-se que quanto maior o comprimento da linha de base e/ou maior a intensidade das irregularidades, menores são os intervalos de tempo em que há a garantia de funcionamento do serviço autônomo. Como forma de mitigação dos efeitos da ionosfera na AP, os produtores podem calcular o ROTI em tempo real e, caso o valor ultrapassar e manter o limiar de 0,05 ROT/s (moderada irregularidade), uma advertência deve ser enviada ao piloto, para uma eminente perda de precisão. | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Idioma: dc.language | pt_BR | - |
| Publicador: dc.publisher | Universidade Tecnológica Federal do Paraná | - |
| Publicador: dc.publisher | Santa Helena | - |
| Publicador: dc.publisher | Brasil | - |
| Publicador: dc.publisher | Agronomia | - |
| Publicador: dc.publisher | UTFPR | - |
| Direitos: dc.rights | openAccess | - |
| Direitos: dc.rights | https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Sistema de Posicionamento Global | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Agricultura de precisão | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Máquinas agrícolas | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Global Positioning System | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Precision farming | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Agricultural machinery | - |
| Palavras-chave: dc.subject | CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA | - |
| Título: dc.title | Monitoramento em tempo real das irregularidades ionosféricas e respectiva influência no posicionamento de máquinas agrícolas simuladas | - |
| Título: dc.title | Real-time monitoring of ionospheric irregularities and their influence on the positioning of simulated agricultural machinery | - |
| Tipo de arquivo: dc.type | livro digital | - |
| Aparece nas coleções: | Repositorio Institucional da UTFPR - RIUT | |
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