FONTES DE ERRO: CAUSAS

Na nossa discussão sobre a medição de distâncias com certeza que ficou alertado para alguns dos possíveis problemas. Chegou a altura de aprofundarmos  toda esta questão.

Os erros que afectam as observações GPS podem ter várias origens:

 ERROS DEPENDENTES DOS SATÉLITES 

Erros nos relógios dos satélites

Embora os relógios dos satélites sejam muito precisos (cada satélite contém quatro relógios atómicos, dois de rubidium e dois de césio), não são perfeitos. Posso-lhe avançar que apenas um  nanosegundo de erro, ou seja 0,000 000 001 s, resulta num erro de cerca de 30 cm na medição da distância para um satélite.

Para que os relógios se mantenham o mais precisos possível e para que a distancia seja medida mais correctamente, a sua marcha necessita de ser continuamente determinada pelas estações de controlo.

Erros nas efemérides  

Já sabemos que a precisão da nossa posição depende da precisão com que sabemos a localização dos satélites (os nossos pontos de referência). O departamento de defesa dos estados unidos (US DoD), coloca cada satélite numa orbita muito precisa, sendo a  sua orbita muito previsível  por um modelo matemático bastante rigoroso. No entanto o insuficiente conhecimento do campo gravítico terrestre, as forças gravitacionais da Lua e do Sol e o atrito remanescente da atmosfera terrestre bem como a pressão das radiações solares nos satélites provoca variações nas suas orbitas, dai que elas sejam constantemente monitorizadas pelas estações de rastreio na Terra.

Acesso selectivo (SA) 

O SA antes de ser desactivado em Maio de 2000, também limitava a precisão do sistema para os utilizadores do SPS. O código C/A idealizado para dar uma precisão de 30 metros via a sua precisão original reduzida para 100 metros. O US DoD prometeu manter o SA desactivado pelo menos até 2006.

 ERROS DEPENDENTES DA ANTENA-RECEPTOR

Erros nos relógios dos receptores

Este erro é semelhante ao erro provocado pelos relógios dos satélites.

Multi-Trajecto

Na medição da distância para cada satélite, assumimos que o sinal do satélite viaja directamente desde o satélite até à antena do receptor. Mas, em adição ao sinal, existem sinais reflectidos provocados por objectos que se encontram perto da antena e que interferem com o sinal verdadeiro. A este efeito chamou-se multi-trajecto.

Este erro apenas afecta medições de alta precisão,  a sua magnitude ronda os 50 cm.

Erros causados pela variação do centro de fase da antena

Estes erros são função da sua construção.  Dependem das características da antena e do angulo da direcção do sinal observado

Estas variações podem atingir alguns centímetros.

Ruído do Receptor

O receptor GPS não é perfeito e tem as suas limitações. Ele está limitado à sua própria precisão, ou seja ao desvio padrão associado a cada medição.

ERROS DEPENDENTES DO MEIO DE PROPAGAÇÃO 

Atrasos ionosféricos

Ao medir a distância para um satélite,  medimos o tempo que o sinal leva a chegar ao receptor e multiplicamos esse tempo pela velocidade da luz. O problema é que a velocidade da luz varia sob as condições atmosféricas. A camada mais alta da atmosfera, a ionosfera, contem partículas "carregadas" que atrasam o código e adiantam a fase. A magnitude deste efeito é maior durante o dia do que de noite.

Os atrasos ionosféricos não modelados podem afectar a precisão até 10 metros.

Atraso troposférico

Ao passar pela camada mais baixa da atmosfera - a troposfera, o sinal também sofre um atraso na fase e no código. Este atraso é causado por duas componentes (componente seca e húmida). O principal problema relaciona-se com a componente húmida (vapor de água).