Papers by Claudia Krueger
Springer eBooks, Jul 26, 2011
The precise and accurate determination as well as the usage of individual calibration values of G... more The precise and accurate determination as well as the usage of individual calibration values of GNSS (Global Navigation Satellite Systems) antennas are of fundamental importance for state-of-the-art GNSS positioning at millimeter accuracy level, especially concerning the precise determination of the height component. Calibration values can be determined in various ways (relative vs. absolute, chamber vs. field). Within the transnational research project “PROBRAL: Precise positioning and height determination by means of GPS – Modeling of errors and transformation into physical heights”, the first relative antenna calibration field of Latin America was established.
International Association of Geodesy symposia, 2015
The usage of individual calibration values for GNSS (Global Navigation Satellite Systems) antenna... more The usage of individual calibration values for GNSS (Global Navigation Satellite Systems) antennas is of fundamental importance for state-of-the-art GNSS positioning at millimeter accuracy level, especially concerning precise height determination. In Brazil, the awareness of the user community regarding this important error source has to be sharpened. In contrast to Europe, where manifold research is carried out focusing on antenna calibration and different agencies provide calibration services, in Latin America the users have to be sensitized with respect to receiver antenna handling. Therefore, the first Latin American GNSS antenna calibration basis BCAL/UFPR (Baseline Calibration Station for GNSS Antennas at UFPR) was established at the Federal University of Parana (UFPR; Curitiba, Parana, Brazil) in close cooperation with the Geodetic Institute of the Karlsruhe Institute of Technology (Karlsruhe, Germany). The BCAL/UFPR is actually equipped with three pillars and enables the determination of antenna parameters applying the relative field calibration approach. The antenna modeling parameters are derived at absolute level, because the reference antenna (3D choke ring antenna type) was calibrated absolutely by Geo++ (Garbsen, Germany). In this context, five antennas of the same model (Trimble Zephyr GNSS Geodetic II) were calibrated at BCAL/UFPR. The goal of the case study is to verify the difference between individual parameters determined at BCAL/UFPR and mean parameters published by the NGS (National Geodetic Service, USA). This article presents information related to BCAL/UFPR and discusses the results of recent calibration investigations.
Este estudo tem por objetivo avaliar um modelo ionosférico local que emprega um conjunto de estaç... more Este estudo tem por objetivo avaliar um modelo ionosférico local que emprega um conjunto de estações GPS, de dupla frequência, para gerar correções ionosféricas. Estas correções permitem que observações de estações de uma frequência localizadas nas proximidades da rede, sejam corrigidas do erro devido à refração ionosférica. O modelo proposto foi avaliado segundo: número de satélites observados simultaneamente por todas as estações da rede; valores do conteúdo total de elétrons observado e o estimado em rede; e, coeficientes do modelo matemático que descrevem o erro. O modelo foi testado por meio do posicionamento por ponto simples, onde somente observações do código foram empregadas. Sete estações da RBMC foram escolhidas para os experimentos e as observações foram coletadas em um período de baixa atividade solar. O programa
The goal of this work is to check the obtained accuracy on the point positioning when smoothed ps... more The goal of this work is to check the obtained accuracy on the point positioning when smoothed pseudoranges used by the carrier phase. In order to reach this goal, a smoothing algorithm was implemented in a computer program, in which the results were statistically analyzed through the chi square test and through the average deviation of each sample. Two other experiments were made to analyze the accuracy of the point positioning, when the original pseudorange (from C/A code) and the pseudorange smoothed by the carrier phase (L1) are used. The field survey was carried out on the RM03 and CANG stations, and the observations were collected from Ashtech-Z12 and Trimble 4000 SSi receivers in a 5 second collecting rate. One of the experiments had as a goal to evaluate the results obtained by the developed program. One set of samples had the smoothed values generated by the receiver itself compared to the ones calculated by the algorithm and the results were tested by the chi square test. We noticed that only 52% of the samples weren't rejected by the test at a 95% confidence level. Every observation epoch had a deviation value, resulting from the difference between the values generated by the receiver and the calculated by the algorithm, calculated for every sample. The results show that 70% of the samples had average deviation under 40 cm. Other two experiments were held in order to analyze the accuracy of the point positioning. The observations from the RM03 and CANG stations were used and the accuracy results showed that the positioning that used the pseudoranges smoothed by the carrier phase (L1) were more accurate than those that used the original pseudoranges.
Revista Brasileira de Cartografia, 2011
As variações do centro de fase das antenas receptoras dos sinais GNSS se tornaram uma fonte impor... more As variações do centro de fase das antenas receptoras dos sinais GNSS se tornaram uma fonte importante de erro sistemático para realização de posicionamentos com alta precisão, por exemplo, o monitoramento de uma rede de estações, no qual se devem conhecer as características próprias das antenas envolvidas, o centro de fase dessa antena, de modo com que as coordenadas geodésicas de interesse sejam determinadas no ponto correto que se almeja. Essas características próprias podem ser obtidas realizando a calibração das mesmas. Em face da necessidade em se minimizar esta fonte de erro e da inexistência de um serviço que pudesse realizar a calibração das antenas no Brasil e nos países da América Latina, implantou-se no Campus do Centro Politécnico da UFPR (Universidade Federal do Paraná) a BCAL/ UFPR (Base de Calibração de Antenas GNSS na UFPR) onde se aplica o método de calibração relativo em campo em nível absoluto. Estudos realizados nesta base de calibração mostram que há diferenças nas coordenadas geodésicas de um ponto quando obtidas com diferentes valores de centro de fase, sendo as maiores diferenças obtidas na altitude elipsoidal, sendo que os valores variam de 5 a 10 cm nessa componente. Este artigo apresenta o embasamento teórico sobre o tema das calibrações de antenas GNSS e expõem resultados alcançados mediante as observações realizadas ao longo de dois anos, para uma mesma antena. Nesses experimentos constatou-se que os parâmetros de calibração da uma antena diferem entre si quando determinados em épocas distintas e com diferentes condições atmosféricas. Na BCAL/ UFPR caminha-se para o aprimoramento da metodologia de calibração de antenas de forma relativa e para a validação destes parâmetros (PCO e PCV) com precisão. Estudos estão sendo desenvolvidos neste sentido e algumas variáveis, as quais podem estar influenciando na determinação desses parâmetros (o efeito do multicaminho e as variáveis ambientais como temperaturas, umidade relativa do ar e precipitação) estão sendo analisadas. Estes estudos e analises irão contribuir para a definição dos parâmetros de calibração de uma antena GNSS relativamente na BCAL/UFPR contribuindo diretamente para os posicionamentos por satélites em que se almeja alta precisão e indiretamente a toda a comunidade geodésica.
Boletim De Ciencias Geodesicas, 2005
The goal of this paper is to investigate the modelling of geodetic GPS antenna phase center throu... more The goal of this paper is to investigate the modelling of geodetic GPS antenna phase center through the relative field calibration method. Two geodetic GPS antenna models were investigated. Field measurements were carried out at two calibration pillars in order to estimate azimuth and elevation dependent phase center variations. Significant differences between the modellings due to antenna interchange between the pillars are rather evident and can be attributed to different multipath conditions.
Brazilian Journal of Development, 2021
RESUMO O monitoramento de áreas suscetíveis a deslocamentos de massa é importante para a prevençã... more RESUMO O monitoramento de áreas suscetíveis a deslocamentos de massa é importante para a prevenção e minimização de possíveis prejuízos. Neste âmbito, a utilização dos sistemas globais de posicionamento por satélites (GNSS) é promissora, devido ao custo benefício, independência de condições climáticas e autonomia. Entretanto, a precisão dos resultados obtidos pode ser afetada por diversos erros, como por exemplo, os inerentes as variações do centro de fase das antenas GNSS, porém, podem ser mitigados com a inserção de parâmetros de calibração no processamento dos dados coletados, o que é fundamental quando se requer alta precisão. Parâmetros aproximados são fornecidos pelo Serviço Internacional do GNSS ou pelos fabricantes de equipamentos GNSS. Contudo, pesquisas mostram que parâmetros são ditos próprios, exclusivos para cada antena e variam, inclusive para as antenas GNSS que sejam do mesmo modelo, fator que evidencia a relevância do processo de calibração. Nesta pesquisa avaliou-se a influência do emprego de parâmetros de calibração na determinação de coordenadas altimétricas de dois pontos de uma rede geodésica utilizada no monitoramento de uma área suscetível a deslocamento de massas em Curitiba-PR. As coordenadas destes pontos foram obtidas por diferentes processamentos: negligenciando os erros de centro de fase (SP); com parâmetros do fabricante (PF); com parâmetros próprios definidos na BCAL/UFPR (PP). Verificou-se uma discrepância de até 3 cm entre as estratégias SP e PP. Discrepâncias de até 2,7 cm foram obtidas em relação ao deslocamento medido por nivelamento geométrico de alta precisão.
Revista Brasileira de Cartografia, 2020
O posicionamento em tempo real por meio do emprego dos sinais de satélites foi um avanço nas nave... more O posicionamento em tempo real por meio do emprego dos sinais de satélites foi um avanço nas navegações aérea, marítima e terrestre com o surgimento do GPS (Global Positioning System). Contudo as precisões horizontais e verticais de 100 m e 150 m (nível de probabilidade de 95%) alcançadas, estando a SA (Selective Availability) ativada, passaram a não ser satisfatórias para muitas aplicações e os usuários buscaram galgar outros níveis de precisões. Esforços foram investidos no chamado posicionamento diferencial DGPS (Differential GPS), o qual possibilitou obter precisões em torno de dez vezes melhores do que as do posicionamento absoluto. Posteriormente, usando-se a fase da onda portadora, conseguiu-se realizar posicionamento com maior acurácia por meio do método RTK (Real Time Kinematic), atingindo qualidade centimétrica. Na sequência, houve uma evolução para posicionamentos em rede, empregando, por exemplo, o algoritmo de VRS (Virtual Reference Station). Vários erros nas observáve...
Revista Brasileira de Geomática, 2017
O monitoramento de corpos de água tem importância fundamental na gestão, prevenção e minimização ... more O monitoramento de corpos de água tem importância fundamental na gestão, prevenção e minimização dos efeitos diretos e indiretos provenientes de desastres naturais. Neste âmbito, a utilização de sistemas de posicionamento por satélites é pertinente, visto que atende as premissas inerentes a estes monitoramentos proporcionando diversas vantagens como agilidade, melhor relação custo - benefício e independência de condições climáticas. O escopo do presente trabalho é a análise das respostas obtidas a partir de variações controladas na altura de uma antena receptora, empregando-se o método de posicionamento diferencial em tempo real mediante o uso da técnica RTK (Real Time Kinematic) para verificação da aplicabilidade desta técnica em monitoramentos realizados por meio de plataformas Eulerianas. Na análise dos resultados verificou-se a discrepância máxima de 0,05m em condições ideais de rastreio. Nos casos em que existiam obstruções, embora de pequeno porte, as soluções foram obtidas po...
Boletim de Ciências Geodésicas, 2010
Estudar modelagens através de dados geodésicos temporais com a possibilidade de predizer a posiçã... more Estudar modelagens através de dados geodésicos temporais com a possibilidade de predizer a posição de linha de costa é uma tarefa importante e pode auxiliar significativamente na gestão costeira. A área de estudo neste trabalho se refere ao município de Matinhos no estado do Paraná, Brasil. As linhas de costa temporais utilizadas para testar a modelagem preditiva são provenientes respectivamente da fotogrametria analógica para anos 1954, 1963, 1980, 1991 e 1997 e de levantamentos geodésicos utilizando GPS (Global Position System) para 2001, 2002, 2005 e 2008 (como controle). Dois testes com as redes neurais artificiais foram organizados mudando alguns parâmetros como: arquitetura, número de neurônios nas camadas ocultas e algoritmos de treinamentos. Quando comparados o valor dos resíduos entre a predição e a linha de costa de controle, os melhores resultados estatísticos indicam que o MAPE (mean absolute percentage error) são 0,28% utilizando a rede neural parcialmente recorrente de...
This paper describes different surveys developed by the Spatial Geodetic Laboratory (LAGE) of the... more This paper describes different surveys developed by the Spatial Geodetic Laboratory (LAGE) of the Federal University of Parana (UFPR), Brazil, in cooperation with different institutions. The main focus of the studies was the coastal zone, where High Precision GPS techniques (absolute, relative or differential) were applied to give support for the implementation of a geodetic network, and from these points precisely established, special applications (or case studies) were performed, as the variation of the coastline (erosion, accretion) monitoring, high precision bathymetric surveys, cadaster of the piers of the ports and positioning of artificial reefs, In each case, always was emphasized the methods employed, accuracy obtained and probable sources of errors.
Revista Brasileira de Cartografia
Neste trabalho apresentam-se os resultados de medições RTK que visaram a determinação em tempo re... more Neste trabalho apresentam-se os resultados de medições RTK que visaram a determinação em tempo real das coordenadas geodésicas de uma estação móvel. A partir de um marco de referência, a estação de referência gerou e transmitiu correções diferenciais à estação móvel. Esta estação ocupou marcos geodésicos de coordenadas conhecidas com o objetivo de se analisar a qualidade do posicionamento RTK. Em uma segunda etapa, a estação de referência foi transportada para outro marco de referência e as medições RTK foram repetidas. Os erros planimétricos, o tempo de fixação das ambigüidades e a confiabilidade do posicionamento foram analisados. Comprovou-se que a mudança da estação de referência proporcionou melhores resultados nos marcos situados em um raio de até 10 km da estação de referência.
Boletim De Ciencias Geodesicas, 2008
In this article, we describe a methodology for the estimate of bathimetry using satellite imagery... more In this article, we describe a methodology for the estimate of bathimetry using satellite imagery (IKONOS II) based on the neural network approach. The input variables of the model are the digital values of two spectral bands and the position of the pixel, given by its N, E coordinates. The proposed model consists of an artificial feed forward neural network with two hidden layers. The study reveals that the proposed methodology is able to produce results that reach technical specifications of Diretoria de Hidrologia e Navegacao (DHN), in charge of for the bathimetric surveys in Brazil, for class 1 surveys, as the maximum error lies bellow 0,5m. However, it was also verified that the methodology is effcient only for restricted depths, from 0,80 to 3,00 meters, where the spectral response of the water column prevails on the spectral response of the bottom and it is not strongly affected by absorption.
Boletim de Ciencias Geodesicas
Este trabalho propõe um método para modelagem do relevo oceânico a partir de dados batimétricos u... more Este trabalho propõe um método para modelagem do relevo oceânico a partir de dados batimétricos usando Redes Neurais Artificiais (RNA). Os dados utilizados foram coletados pelo navio Polarstern (AWI-Alemanha) com o sistema multibeam Hydrosweep DS-2. A área situa-se entre a Irlanda e o Reino Unido (Província de Pelágia). Na primeira etapa dos processamentos, como variáveis de entrada para o treinamento da RNA, foram adotadas as posições planimétricas das profundidades (coordenadas E, N); outra variável foi o peso atribuído aos ângulos de incidência dos feixes. Numa segunda etapa foram utilizadas as coordenadas E, N de uma grade gerada pelo interpolador Inverso do Quadrado da Distância (IQD), para que as grades generalizadas pela rede tivessem as mesmas posições da grade IQD (modelo de referência). As verificações foram realizadas mediante o comportamento das profundidades interpoladas e das grades generalizadas pela rede, fazendo uso de elementos amostrais de verificação. O método proposto gerou resultados que atenderam a precisão do equipamento, conforme o fabricante e a Organização Internacional de Hidrografia que preconizam 1% da lâmina d´ água para a categoria de profundidades em questão, sendo o erro máximo permitido neste caso de 17 m. A RNA forneceu resultados cujo erro máximo foi de 14 m. Palavras-chaves: Batimetria, Rede Neural Artificial, Modelo Digital do Terreno. Método para modelagem do relevo oceânico...
Bol. Ciênc. Geod., …, 2003
As ações e os projetos envolvendo temas ambientais devem estar apoiados por uma base geodésica e ... more As ações e os projetos envolvendo temas ambientais devem estar apoiados por uma base geodésica e por uma cartografia de qualidade. Neste sentido o Global Positioning System (GPS) é um componente eficaz, pois contribui para a formação de uma base cartográfica precisa num setor do meio ambiente, cujos componentes estão sendo continuamente alterados, consumidos ou reconstruídos por atividades orgânicas e humanas, bem como por fenômenos de recirculação física e química. Com o presente trabalho verificam-se as soluções obtidas utilizando o GPS no istmo da Ilha do Mel, a qual situa-se na entrada da baía de Paranaguá, no litoral do estado do Paraná. Buscou-se desenvolver um estudo geodésico nessa área, obtendo informações que permitiram a geração de Modelos Digitais do Terreno (MDT) do istmo, possibilitando calcular as variações volumétricas entre diferentes épocas (1997, 1999 e 2001), quantificando a erosão e/ou progradação ocorridas nestes períodos. Com a utilização do GPS para detecção das variações volumétricas na área do istmo, pode-se verificar a sua praticabilidade, além da viabilidade em função da precisão relativa alcançada.
Boletim de Ciências Geodésicas, 2015
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