Atmospheric Models Applied to DGPS and RTK Network in Brazil: Preliminary Results

Several positioning techniques have been developed to explore the GPS capability to provide precise coordinates in real time. However, a significant problem to all techniques is the ionosphere effect and the troposphere refraction. Recent researches in Brazil, at São Paulo State University (UNESP), have been trying to tackle these problems. In relation to the ionosphere effects it has been developed a model named Mod_Ion. Concerning tropospheric refraction, a model of Numerical Weather Prediction(NWP) has been used to compute the zenithal tropospheric delay (ZTD). These two models have been integrated with two positioning methods: DGPS (Differential GPS) and network RTK (Real Time Kinematic). These two positioning techniques are being investigated at São Paulo State University (UNESP), Brazil. The in-house DGPS software was already finalized and has provided very good results. The network RTK software is still under development. Therefore, only preliminary results from this method using the VRS (Virtual Reference Station) concept are presented.

Integridade no posicionamento RTK e RTK em rede

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Higher order ionospheric effects in GNSS positioning in the European region

After removal of the Selective Availability in 2000, the ionosphere became the dominant error source for Global Navigation Satellite Systems (GNSS), especially for the high-accuracy (cm-mm) demanding applications like the Precise Point Positioning (PPP) and Real Time Kinematic (RTK) positioning.The common practice of eliminating the ionospheric error, e. g. by the ionosphere free (IF) observable, which is a linear combination of observables on two frequencies such as GPS L1 and L2, accounts for about 99% of the total ionospheric effect, known as the first order ionospheric effect (Ion1). The remaining 1% residual range errors (RREs) in the IF observable are due to the higher - second and third, order ionospheric effects, Ion2 and Ion3, respectively. Both terms are related with the electron content along the signal path; moreover Ion2 term is associated with the influence of the geomagnetic field on the ionospheric refractive index and Ion3 with the ray bending effect of the ionosphere, which can cause significant deviation in the ray trajectory (due to strong electron density gradients in the ionosphere) such that the error contribution of Ion3 can exceed that of Ion2 (Kim and Tinin, 2007).The higher order error terms do not cancel out in the (first order) ionospherically corrected observable and as such, when not accounted for, they can degrade the accuracy of GNSS positioning, depending on the level of the solar activity and geomagnetic and ionospheric conditions (Hoque and Jakowski, 2007). Simulation results from early 1990s show that Ion2 and Ion3 would contribute to the ionospheric error budget by less than 1% of the Ion1 term at GPS frequencies (Datta-Barua et al., 2008). Although the IF observable may provide sufficient accuracy for most GNSS applications, Ion2 and Ion3 need to be considered for higher accuracy demanding applications especially at times of higher solar activity.This paper investigates the higher order ionospheric effects (Ion2 and Ion3, however excluding the ray bending effects associated with Ion3) in the European region in the GNSS positioning considering the precise point positioning (PPP) method. For this purpose observations from four European stations were considered. These observations were taken in four time intervals corresponding to various geophysical conditions: the active and quiet periods of the solar cycle, 2001 and 2006, respectively, excluding the effects of disturbances in the geomagnetic field (i.e. geomagnetic storms), as well as the years of 2001 and 2003, this time including the impact of geomagnetic disturbances. The program RINEX_HO (Marques et al., 2011) was used to calculate the magnitudes of Ion2 and Ion3 on the range measurements as well as the total electron content (TEC) observed on each receiver-satellite link. The program also corrects the GPS observation files for Ion2 and Ion3; thereafter it is possible to perform PPP with both the original and corrected GPS observation files to analyze the impact of the higher order ionospheric error terms excluding the ray bending effect which may become significant especially at low elevation angles (Ioannides and Strangeways, 2002) on the estimated station coordinates.

Efeitos de segunda e terceira ordem da ionosfera no posicionamento GNSS no Brasil

O Sistema de Posicionamento Global (GPS) transmite seus sinais em duas freqüências, o que permite eliminar matematicamente os efeitos de primeira ordem da ionosfera através da combinação linear ionosphere free. Porém, restam os efeitos de segunda e terceira ordem, os quais podem provocar erros da ordem de centímetros nas medidas GPS. Esses efeitos, geralmente, são negligenciados no processamento dos dados GPS. Os efeitos ionosféricos de primeira, segunda e terceira ordem são diretamente proporcionais ao TEC presente na ionosfera, porém, no caso dos efeitos de segunda e terceira ordem, comparecem também o campo magnético da Terra e a máxima densidade de elétrons, respectivamente. Nesse artigo, os efeitos de segunda e terceira ordem da ionosfera são investigados, sendo que foram levados em consideração no processamento de dados GPS na região brasileira para fins de posicionamento. Serão apresentados os modelos matemáticos associados a esses efeitos, as transformações envolvendo o campo magnético da Terra e a utilização do TEC advindo dos Mapas Globais da Ionosfera ou calculados a partir das observações GPS de pseudodistância. O processamento dos dados GPS foi realizado considerando o método relativo estático e cinemático e o posicionamento por ponto preciso (PPP). Os efeitos de segunda e terceira ordem foram analisados considerando períodos de alta e baixa atividade ionosférica. Os resultados mostraram que a não consideração desses efeitos no posicionamento por ponto preciso e no posicionamento relativo para linhas de base longas pode introduzir variações da ordem de poucos milímetros nas coordenadas das estações, além de variações diurnas em altitude da ordem de centímetros.

Identification of the SP22 Sperm Protein in Santa Ines and Dorper Rams

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Electromyographic activity of shoulder muscles during exercises performed with oscillatory and non-oscillatory poles

CONTEXTUALIZAÇÃO: A dor e a disfunção no complexo articular do ombro é comumente encontrada na prática fisioterapêutica. Essas anormalidades musculoesqueléticas estão relacionadas à instabilidade e inadequado funcionamento cinemático, que dependem da integridade dos tecidos musculares. Assim, no sentido de prevenir e reabilitar esses sintomas, o uso da haste oscilatória vem sendo implantado para melhorar os resultados de técnicas cinesioterapêuticas. OBJETIVOS: Analisar a atividade eletromiográfica (EMG) dos músculos que estabilizam a articulação do ombro durante a realização de exercícios com haste oscilatória e haste não-oscilatória. MÉTODOS: Participaram do estudo 12 voluntárias com idade de 20,4±1,9 anos. Os dados EMG foram coletados nos músculos trapézio superior (TrS), trapézio inferior (TrI) e deltoide médio (DM) durante três diferentes exercícios realizados com haste oscilatória e haste não-oscilatória. O sinal EMG foi analisado no domínio do tempo pelo cálculo do Root Mean Square (RMS). Os valores de RMS foram normalizados pelo valor de pico obtido em todas as tentativas por cada músculo. A análise estatística foi feita com os testes ANOVA para medidas repetidas e post-hoc de Bonferroni. RESULTADOS: A atividade EMG dos músculos TrS, TrI e DM foi significativamente maior nos exercícios com haste oscilatória do que com haste não-oscilatória (todos p<0,001). Não foram significativas as diferenças na ativação desses músculos entre os exercícios. CONCLUSÃO: Os resultados do presente estudo indicaram que a haste oscilatória requisitou maior atividade EMG dos músculos do ombro e, assim, pode ser um instrumento útil no treinamento desses músculos.

Preditores espaço-temporais do andar para testes de capacidade funcional em pacientes com doença de Parkinson

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Parâmetros cinemáticos da marcha com obstáculos em idosos com Doença de Parkinson, com e sem efeito da levodopa: um estudo piloto

CONTEXTO: Os efeitos da levodopa na marcha de pacientes com Doença de Parkinson (DP) em terrenos desobstruídos são conhecidos, mas pouco se conhece sobre seus efeitos na marcha com obstáculos. OBJETIVO: Este estudo objetivou descrever, por meio de ferramenta cinemática, o comportamento locomotor de pacientes com DP e verificar as estratégias locomotoras, sem e sob o efeito da levodopa, durante a ultrapassagem de obstáculos de diferentes alturas. MÉTODO: Cinco pacientes com DP (Hoehn e Yahr= 2±0; idade= 68,4±5,7 anos) percorreram, andando, 10m e ultrapassaram um de dois obstáculos (alto= metade da altura do joelho e baixo= altura do tornozelo) posicionado no meio da passarela em duas sessões (em jejum e no pico de ação do medicamento). As seguintes variáveis foram coletadas e analisadas: distância horizontal pé-obstáculo (DHPO), distância vertical pé-obstáculo (DVPO); distância horizontal obstáculo-pé (DHOP) e velocidades médias, horizontais e verticais, nas fases de abordagem e aterrissagem (respectivamente, VHAO,VVAO; VHDO,VVDO). RESULTADOS: A ANOVA, por tentativa, revelou efeito principal de obstáculo para DVPO (F1,49=15,33; p< 0,001), para VVAO (F1,49= 82,184; p< 0,001), para VHDO (F1,49= 15,33; p< 0,001) e para VVDO (F1,49= 31,30; p< 0,001); e efeito principal de medicamento para DVPO (F1,49= 6,66; p< 0,013) e para VVAO (F1,49= 10,174; p< 0,002). CONCLUSÕES: Pacientes foram mais perturbados pelo obstáculo alto. Os sintomas da DP (bradicinesia e hipocinesia) foram diminuídos com o medicamento, evidenciando aumento geral da velocidade da perna de abordagem e da margem de segurança sobre os obstáculos. Pacientes com DP, independente da condição de medicamento, apresentaram um comportamento que garantiu segurança e estabilidade na marcha.

Parâmetros na marcha na paralisia supranuclear progressiva: um estudo de caso

INTRODUÇÃO: Comprometimentos na marcha de pacientes com paralisia supranuclear progressiva (PSP) podem aumentar o risco de quedas durante o andar, especialmente em ambientes complexos. OBJETIVO: Descrever o comportamento locomotor de uma paciente com PSP, nas condições de marcha livre e marcha adaptativa. MATERIAIS E MÉTODOS: Estudo de caso de uma paciente com PSP (71 anos). Para análise cinemática, nas condições de marcha livre, com obstáculo baixo e alto, uma câmera digital registrou uma passada completa da paciente. RESULTADOS: Com o aumento da complexidade do ambiente (marcha livre, obstáculo baixo e alto, respectivamente), foi observada diminuição do comprimento do passo (0,37 ± 0,07; 0,30 ± 0,07; 0,26 ± 0,06 m), do comprimento da passada (0,71 ± 0,11; 0,58 ± 0,15; 0,47 ± 0,07 m) e da velocidade da passada (0,55 ± 0,14; 0,43 ± 0,11; 0,36 ± 0,11 m/s). Aumento progressivo ocorreu na duração do duplo suporte da passada livre (29,47%) para a passada antes do obstáculo alto (41,11%). Observou-se, ainda, ligeira diminuição na distância vertical pé/obstáculo alto (membro/abordagem: 7,18 ± 1,88; e membro/suporte: 8,84 ± 2,57 cm) em relação ao obstáculo baixo (membro de abordagem: 8,86 ± 1,88; e membro de suporte: 11,67 ± 2,09 cm). CONCLUSÃO: A PSP afetou de forma evidente a marcha da paciente. Inflexibilidade para a adaptação da marcha às demandas do ambiente foi observada durante a aproximação e a transposição dos obstáculos, o que pode aumentar o risco de tropeços e quedas.

Efeitos de diferentes tipos de exercício nos parâmetros do andar de idosas

O tipo de exercício, a intensidade e a frequência são fatores importantes para produzir mudanças na velocidade de andar. O objetivo do estudo foi comparar os efeitos de diferentes tipos de exercício nos parâmetros cinemáticos do andar de idosas, considerando as características antropométricas, a capacidade funcional e o nível de atividade física. Participaram do estudo 56 idosas que foram agrupadas de acordo com o envolvimento, a mais de seis meses, na prática específica de uma atividade: dança (n = 10), musculação (n = 10), hidroginástica (n = 12) e caminhada (n = 11). Além disso, um grupo de idosas inativas (n = 13), sem envolvimento em atividade física regular por pelo menos dois meses, também participou do estudo. Foram mensurados o nível de atividade física (Questionário de Baecke), a capacidade funcional (Bateria da AAHPERD) e os parâmetros cinemáticos do andar (comprimento da passada e do passo, duração e velocidade da passada, cadência e duração das fases de suporte simples, balanço e duplo suporte). Os resultados revelaram que o nível de atividade física do grupo Controle foi diferente dos demais grupos que praticam atividades físicas. em relação à capacidade funcional, apenas o componente força apresentou diferenças entre os grupos, indicando que o grupo Controle difere do grupo musculação. Quanto às variáveis do andar, o grupo Controle foi estatisticamente diferente apenas do grupo dança, tanto no comprimento do passo como no comprimento da passada. Pode-se concluir que a capacidade funcional e os parâmetros do andar dos idosos ativos e sedentários apresentam poucas diferenças

OBSTACLE STEPPING and BODY SCALE MODULATING PARAMETERS

The purpose of this study was to investigate gait spatial parameters at the point of departure, with obstacle heights adjusted to individual body scale. Undergraduate student volunteers (M age=22.4 yr., SD=2.1; 6 women, 1 man) were asked to step once, then cross over an obstacle and stop. This behavior was video recorded to extract kinematic data. The obstacle heights corresponded to high (knee-height) and low obstacles (half the knee-height). Points of departure corresponded to far (length of the lower limb) and close (half the length of the lower limb). The close point of departure influenced the trailing foot's placement ahead of the obstacle as well as step length. The high obstacle influenced the trailing foot's toe clearance. An interaction between factors was observed for leading foot toe clearance. Results indicate that body scale affected the participants' locomotor behavior during the obstacle-avoidance task.

Perseveration in congenitally blind children: Effects of luminous and acoustic targets on a modified A-not-B task

The purpose of this study was to determine whether or not blind children perseverate during a modified Piagetian A-not-B reaching task, with conditions that employ luminous AB targets and acoustic AB targets. Ten congenitally blind children, ages 1-4 years, with residual vision for light, took part in this study. Behavioral and kinematic data were computed for participants' reaches, performed in six A trials and in two B trials, in both stimulus conditions. All of the children perseverated in the luminous condition, and none of them perseverated in the condition using acoustic targets. The children tilted their heads in the direction of the target as they reached towards it. However, this coupling action (head-reaching) occurred predominantly in the A trials in the acoustic condition. In the luminous condition, in contrast to the acoustic condition, the children took longer times to initiate the reaching movement. Also, in the luminous condition, the children explored the target surroundings, unlike the acoustic condition, in which they reached straight ahead. For these blind children, sound was more relevant to reaching than was the luminous stimulus. The luminous input caused perseveration in congenitally blind children in a similar way that has been reported in the literature for typically-developing, sighted infants, ages 8-12 months, performing A-not-B tasks with visual inputs. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

The role of vision in Parkinson's disease locomotion control: Free walking task

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Gait and risk of falls associated with frontal cognitive functions at different stages of Alzheimer's disease

The decline in frontal cognitive functions contributes to alterations of gait and increases the risk of falls in patients with dementia, a category which included Alzheimer's disease (AD). The objective of the present study was to compare the gait parameters and the risk of falls among patients at different stages of AD, and to relate these variables with cognitive functions. This is a cross-sectional study with 23 patients with mild and moderate AD. The Clinical Dementia Rating was used to classify the dementia severity. The kinematic parameters of gait (cadence, stride length, and stride speed) were analyzed under two conditions: (a) single task (free gait) and (b) dual task (walking and counting down). The risk of falls was evaluated using the Timed Up-and-Go test. The frontal cognitive functions were evaluated using the Frontal Assessment Battery (FAB), the Clock Drawing Test (CDT) and the Symbol Search Subtest. The patients who were at the moderate stage suffered reduced performance in their stride length and stride speed in the single task and had made more counting errors in the dual task and still had a higher fall risk. Both the mild and the moderate patients exhibited significant decreases in stride length, stride speed and cadence in the dual task. Was detected a significant correlation between CDT, FAB, and stride speed in the dual task condition. We also found a significant correlation between subtest Similarities, FAB and cadence in the dual task condition. The dual task produced changes in the kinematic parameters of gait for the mild and moderate AD patients and the gait alterations are related to frontal cognitive functions, particularly executive functions.

Controle de movimentos voluntários no membro superior não plégico de portadores de paralisia cerebral hemiplégica espástica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)