do Instituto Hidrográfico

80 ANAIS DO INSTITUTO HIDROGRÁFICO N.º 15
relógios dos satélites. A compensação do atraso na propagação
ionosférica e troposférica é afectada pela descorrelação
espacial, pois à medida que a distância entre a Estação
de Referência e o utilizador aumenta, o mesmo acontece
com a probabilidade de os trajectos ionosférico e troposférico
até aos dois receptores divergirem significativamente.
A compensação do erro nas efemérides também sofre
descorrelação espacial, embora menos significativa, pois o
aumento da separação também implica que diferentes
componentes geométricas das efemérides sejam vistas
pela Estação de Referência e pelo utilizador.
Assim, a correlação dos erros entre a Estação de
Referência e o utilizador depende da distância entre eles,
mas considera-se que essa correlação é quase total para
utilizadores localizados a menos de 350 km da Estação
de Referência [Ref. 10].
A tabela seguinte foi compilada de várias fontes
[Refs. 8, 9 e 11] e sumaria os vários erros do GPS, com
estimativas da sua magnitude média e da possível
melhoria conseguida pelo DGPS, para utilizadores localizados
perto da Estação de Referência.
Origem do Erro GPS (m) DGPS (m)
Atraso Ionosférico 3-30 0-2
Atraso Troposférico 3-4 0-1
Efemérides dos Satélites 2 0-0,5
Relógios dos Satélites 1-2 0
Multi-trajecto 0-2 0-2
Ruído do Receptor 0,3-1,5 0,3-1,5
Tabela 1 – Sumário dos erros do GPS e DGPS 7
2.9. Exactidão do DGPS marítimo
Analisando a tabela anterior podemos concluir que o
DGPS permite melhorar a exactidão do GPS de um valor
teórico compreendido entre 13 e 36 metros (95%), garantido
pelo Standard Positioning Service, para valores
melhores do que 3 metros. Embora não exista nenhum
valor «oficial» para a exactidão do DGPS marítimo que
possamos citar, pode-se usar uma fórmula aproximada
para determinar a exactidão, a 95%, num determinado
ponto. Segundo essa fórmula, devemos pegar no erro
típico junto à Estação de Referência (na ordem de 0,05 m),
somar-lhe um erro adicional de 1m por cada 150 km de
separação Estação de Referência – navegante e, por fim,
juntar-lhe o erro provocado pelo equipamento do navegante,
o qual pode variar de 0,3m a 1,5 m, dependendo da
performance do receptor DGPS do navegante [Ref. 12].
Assim, para um utilizador com um bom receptor que
esteja a menos de 300 km da Estação DGPS, a exactidão
no posicionamento é melhor do que 3m (95%).
7 Tabelas semelhantes poderão ser encontradas na literatura
especializada, sendo que os valores variam ligeiramente de fonte
para fonte.
3. Vantagens do DGPS para o navegante
marítimo
3.1. Performance do GPS
Em 1 de Maio de 2000, as autoridades Norte-americanas
terminaram com a Selective Availability, que era
um mecanismo de degradação intencional da exactidão
do GPS. Isso permitiu que os utilizadores civis do GPS
passassem a ter uma exactidão significativamente
melhor do que a até aí conseguida, que era de 100
metros (95%). As autoridades norte-americanas já
actualizaram as especificações do Standard Positioning
Service assegurando para os receptores GPS de uma só
frequência exactidões compreendidas entre 13 e 36 m
(95%).
Este valor mostra, claramente, que a exactidão do
GPS, sem Selective Availability, melhorou significativamente,
tornando o GPS natural suficiente para muitas
aplicações e grupos de utilizadores. No entanto, continua
a ser necessária melhor exactidão para algumas
aplicações marítimas, nomeadamente, navegação em
águas restritas (sobretudo dentro de barras e portos),
dragagens, levantamentos hidrográficos e posicionamento
de bóias, bem como algumas aplicações militares
que discutiremos adiante.
Isto mesmo foi confirmado pela AISM/IALA (Associação
Internacional de Sinalização Marítima / International
Association of Lighthouse Authorities) numa
declaração feita em Setembro de 2000: «a mais valia
do DGPS em termos de exactidão continua essencial
para que se cumpram os requisitos da OMI em entradas
de portos e na fase de aproximação portuária»
[Ref. 13].
Além disso, a retirada da Selective Availability não
resolve a maior deficiência que o GPS tem para os navegantes:
a fraca integridade.
Abro aqui um parêntesis para definir integridade,
que é a qualidade que indica a confiança que se pode ter
na informação fornecida por um sistema de radionavegação.
A integridade, que é uma qualidade essencial em
navegação (sobretudo para os navios que se encontrem
em águas críticas), inclui a capacidade do sistema de
providenciar avisos atempados aos utilizadores, quando
não deva ser usado para navegação.
No caso do GPS, a Master Control Station – localizada
na Base Aérea de Schriever, em Colorado Springs –
monitoriza em permanência o estado de funcionamento
dos satélites, usando para o efeito os dados recolhidos
por 6 estações de monitorização terrestres espalhadas
pelo globo. No entanto, essas 6 estações não garantem
uma cobertura total da esfera celeste, seguindo cada
satélite apenas em cerca de 93% do tempo. Isto significa
que se o satélite falhar num período em que não está à
vista de nenhuma das estações de monitorização, o GPS