A adopção do ETRS89 em Portugal Continental: implementação, consequências e boas práticas
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- João Victor Olivares Bennert
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1 A adopção do ETRS89 em Portugal Continental: implementação, consequências e boas práticas Manuela Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt) 04/Junho/2009
2 O que é o ETRS89 Sistema de Referência Regional recomendado pela EUREF (Sub( Sub-Comissão da Associação Internacional de Geodesia para o Sistema de Referência Europeu) Coincidente com o ITRF na época Fixo à parte estável da placa Europeia (roda com a placa e as posições relativas entre estações mantêm-se) Realização através s de densificação por campanhas GPS internamente em cada país s ou região Elipsóide: ide: GRS80 III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 2 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
3 ETRS89 Recomendações da EUREF Definição: The IAG Subcommision for the European Reference Frame (EUREF),, following its Resolution 1 adopted in Firenze meeting in 1990, recommends that the terrestrial reference system to be adopted by EUREF will be coincident with ITRS at the epoch and fixed to the stable part of the Eurasian Plate. It will be named European Terrestrial Reference System 89 (ETRS89). ( III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 3 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
4 ETRS89 Recomendações da EUREF Realização: Following its definition, ETRS89 could be realized through several ways, and specifically: using ITRS realizations: for each frame labelled ITRFyy a corresponding frame in ETRS89 can be computed and labelled ETRFyy yy. positioning with GPS measurements of a campaign or permanent stations: using recent ITRFyy station coordinates and IGS precise ephemerides following the procedure described in (Boucher and Altamimi, 2008). ( III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 4 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
5 Vantagens do ETRS89 Compatibilidade com o Posicionamento por Satélite (GPS, GLONASS, Galileo...) Deixa de ser necessário efectuar a transformação das observações de campo Portugal, bem como a maioria dos países europeus, já dispõe de Estações de Referência que difundem correcções diferenciais em ETRS89 Disponibilização e Interoperabilidade de Informação Geo-espacial espacial a nível n Europeu INSPIRE, Projectos da Comissão Europeia, EuroGeographics,,... III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 5 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
6 Implicações da Adopção do ETRS89 Transformação da Informação Geográfica Existente Precisão dos Métodos M de Transformação Adequação do Referencial Geodésico Qualidade da(s) Rede(s) III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 6 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
7 Adopção do ETRS89 na Europa Países para quem foi enviado o questionário Países que responderam Países que já adoptaram o ETRS89 Países que irão adoptar o ETRS89 Países que não irão adoptar o ETRS89 Suporte oficial: lei Suporte oficial: norma Suporte oficial: recomendação (78%) 4 (15%) 2 (7%) Condições de utilização: obrigatório 6 Condições de utilização: em situações específicas 13 Condições de utilização: complementar 16 [J. A. Torres, 2007] III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 7 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
8 Adopção do ETRS89 na Europa - Espanha Real Decreto 1071/2007, de 27 de Julio, por el que se regula el sistema geodésico de referencia oficial en España El sistema de referencia ETRS89 (European Terrestrial Reference System 1989), Sistema de Referencia Terrestre Europeo 1989, ligado a la parte estable de la placa continental europea, es consistente con los modernos sistemas de navegación por satélite GPS, GLONASS y el europeo GALILEO. Su origen se remonta a la resolución de 1990 adoptada por EUREF (Subcomisión de la Asociación Internacional de Geodesia, AIG, para el Marco de Referencia Europeo) y trasladada a la Comisión Europea en 1999, por lo que está siendo adoptado sucesivamente por todos los países europeos. ( ) El objeto de este real decreto es la adopción en España del sistema de referencia geodésico global, ETRS89, sustituyendo al sistema geodésico de referencia regional ED50 sobre el que actualmente se está compilando toda la cartografía oficial en el ámbito de la Península Ibérica y las Islas Baleares, y el sistema REGCAN95 en el ámbito de las Islas Canarias, permitiendo una completa integración de la cartografía oficial española con los sistemas de navegación y la cartografía de otros países europeos. ( ) Toda la cartografía y bases de datos de información geográfica y cartográfica producida o actualizada por las Administraciones Públicas deberá compilarse y publicarse conforme a lo que se dispone en este real decreto a partir del 1 de enero de ( ) A partir del 1 de enero de 2012 no podrá inscribirse en el Registro Central de Cartografía ni incluirse en el Plan Cartográfico Nacional ningún proyecto nuevo que no se atenga a las especificaciones del presente real decreto. ( ) Dado en Palma de Mallorca, el 27 de Julio de JUAN CARLOS R. III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 8 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
9 As Campanhas Europeias Em 1989 Portugal participou na primeira campanha GPS europeia promovida pela EUREF: 2 pontos estacionados Os resultados da EUREF89 não foram satisfatórios para a Península Ibérica devido à fraca qualidade geométrica da constelação e ao reduzido número de pontos observados Campanha IBERIA95 adensamento da rede na Península Ibérica, num projecto de cooperação entre diversos organismos de ambos os países III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 9 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
10 IBERIA 95 5 dias consecutivos 12 horas de observação 39 Estações: 12 em Portugal & 27 em Espanha III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 10 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
11 IBERIA 95 Cálculo com Bernese v.4 ETRF97 época Solução final submetida ao Grupo Técnico da EUREF Resultados aprovados no Simpósio de 1998 Classificada como Tipo B precisão de 1cm à época de observação III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 11 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
12 Rede Geodésica de 1ª Ordem Observações: 1997 a VG Sessões de 4 horas Registo: 15 segundos Máscara: 10º 5 VG por sessão 1 base comum a cada 2 sessões Ajustamento da Rede: Constrangido à solução IBERIA95 Precisão Média das Coordenadas: Planimétrica: 2 cm Altimétrica: 3 cm III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 12 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
13 Rede Geodésica de 2ª 2 Ordem Observações ões: 1999 a VG Sessões de 2 horas Registo: 15 segundos Máscara: 10º 4 VG por sessão: 2 de 2ª ordem e 2 de 1ª ordem Ajustamento da Rede: Constrangido à solução da 1ª 1 ordem Precisão Média M das Coordenadas: Planimétrica: 4 cm Altimétrica: 6 cm III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 13 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
14 Datum: ETRS89 Elipsóide: ide: GRS80 O Sistema PT-TM06/ETRS89 TM06/ETRS89 Realização: Coordenadas de mais de 1120 VG Projecção Cartográfica fica: Transversa de Mercator Ponto Central da Projecção: 39º N W Falsa origem das coordenadas rectangulares: M = 0 P = 0 Factor de escala no meridiano central: 1.0 III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 14 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
15 ReNEP Rede Nacional de Estações Permanentes GNSS ReNEP Introdução Em 1997 instalou-se a 1ª Estação Permanente GPS em Cascais perto do marégrafo analógico. Esta estação serviu como um teste para a futura Rede Nacional de Estações Permanentes GPS. Desde do ano 2000 várias outras estações foram instaladas em Portugal. III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 15 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
16 ReNEP GNSS Estado Presente 44 EP: 37 Continente + 4 R.A. Açores A + 3 R.A. Madeira 37 IGP + 7 Parceiros 35 com GPS&GLONASS Cobertura homogénea e eficaz do território rio do Continente III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 16 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
17 ReNEP GNSS Estado Presente III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 17 M. Vasconcelos
18 ReNEP GNSS Estado Presente III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 18 M. Vasconcelos
19 ReNEP GNSS - Funcionamento Modo RTK cobertura em rede GPS + GLONASS (+ Galileo) Distribuição homogénea, com uma distância entre estações inferior a 80 km, por forma a garantir uma sobreposição eficaz Streaming contínuo Mensagem RTCM (Radio Technical Commission for Maritime Services) sobre protocolo NTRIP (Networked Transport of RTCM via Internet Protocol) Produtos para pós-processamento a 5 segundos Sistemas de Referência: Continente: ETRS89 Regiões Autónomas: ITRF93 III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 19 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
20 Produtos Pós-processamento: Ficheiros horários rios a 5s Outras taxas de recolha a pedido Formato RINEX Estações EPN & IGS: ficheiros horários rios e diários a 30s Tempo Real: Base única Estação mais próxima Rede Mensagens RTCM III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 20 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
21 Utilizadores Mais de 600 utilizadores registados para as aplicações em tempo real Pós-processamento: taxa de recolha de 1s para trabalhos de monitorização de estruturas, levantamentos fotogramétricos tricos,, projectos de investigação, etc. Dados horários rios a 5s: dowloads diários III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 21 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
22 ReNEP & Redes Internacionais 6 Estações EPN Dados Horários EUREF-IP 3 Estações IGS Dados Horários EUREF-IP III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 22 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
23 EPN EUREF Permanent Network III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 23 M. Vasconcelos
24 IGS ( III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 24 M. Vasconcelos
25 IGS ( III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 25 M. Vasconcelos
26 Implicações da Adopção do ETRS89 Transformação da Informação Geográfica Existente Precisão dos Métodos M de Transformação Adequação do Referencial Geodésico Qualidade da(s) Rede(s) III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 26 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
27 Tipos de Conversões / Transformações de Coordenadas Directa Sistema 1 Sistema 2,P ) (M 1 1 (M 2,P 2 )!!Erro!! ϕ 1 (, λ1) ( ϕ 2,λ2 ) (h 1 ) Directa!!Erro!! (h 2 ) (X,Y 1, Z1) 1 (X2, Y 2, Z2)!!Erro!! III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 27 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
28 Alguns Tipos de Transformações de Coordenadas Sistema 1 Sistema 2 (X, Y 1, Z1) Bürsa-Wolf 1 (X2, Y 2, Z2) ϕ 1 (,λ1, h1) Molodensky ϕ 2 (,λ2, h 2),P ) (M 1 Polinómios 1 (M 2,P 2 ) Grelhas III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 28 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
29 Parâmetros de Transformação Oficiais Sistemas Locais (Datum Lisboa, Datum 73) para PT-TM06/ ETRS89: Molodensky Bursa-Wolf Funções Polinomiais das Coordenadas Cartográficas Estratégia Determinação dos parâmetros: 1ª ordem Avaliação da sua qualidade: 2ª ordem III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 29 M. Vasconcelos
30 Diferenças PT-TM06 TM06 - HGDLx (PT-TM06) - (HGDLx) M (m) P (m) vector (m) média desvio padrão máximo mínimo III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 30 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
31 Diferenças PT-TM06 TM06 - HGD73 (PT-TM06) - (HGD73) M (m) P (m) vector (m) média desvio padrão máximo mínimo III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 31 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
32 Transformação de Bürsa-Wolf HGDLx-> > PT-TM06 TM06 Parâmetros Desvio Padrão X Translações (m) Y Z X Rotações (") Y Z Factor de Escala (ppm) Parâmetros estimados com 119 VG de 1ª 1 ordem III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 32 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
33 Transformação de Bürsa-Wolf HGDLx-> > PT-TM06 TM06 Resíduos X (m) Y (m) Z (m) vector (m) Máximo Média Mínimo e.m.q Resíduos para os pontos de controlo 833 VG de 2ª 2 ordem Resíduos M (m) P (m) vector (m) Máximo Média Mínimo e.m.q III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 33 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
34 Transformação de Bürsa-Wolf HGD73-> > PT-TM06 TM06 Parâmetros Desvio Padrão X Translações (m) Y Z X Rotações (") Y Z Factor de Escala (ppm) Parâmetros estimados com 119 VG de 1ª 1 ordem III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 34 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
35 Transformação de Bürsa-Wolf HGD73-> > PT-TM06 TM06 Resíduos X (m) Y (m) Z (m) vector (m) Máximo Média Mínimo e.m.q Resíduos para os pontos de controlo 833 VG de 2ª 2 ordem Resíduos M (m) P (m) vector (m) Máximo Média Mínimo e.m.q III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 35 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
36 Transformação de Molodensky HGDLx-> > PT-TM06 TM06 Parâmetros Estimados com a 1ª 1 ordem Testados com a 2ª 2 ordem Parâmetros DX (m) DY (m) DZ (m) Da (m) Df E-05 Resíduos M (m) P (m) vector (m) Máximo Média Mínimo e.m.q III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 36 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
37 Transformação de Molodensky HGD73-> > PT-TM06 TM06 Parâmetros Estimados com a 1ªordem1 Testados com a 2ª 2 ordem Parâmetros DX (m) DY (m) DZ (m) Da (m) Df E-05 Resíduos M (m) P (m) vector (m) Máximo Média Mínimo e.m.q III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 37 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
38 Transformação Polinomial HGDLx -> > PT-TM06 TM06 Polinómios de 2º Grau Pontos Base -1ª ordem Resíduos M (m) P (m) vector (m) Máximo Média Mínimo e.m.q Pontos de Controlo 2ª ordem Resíduos M (m) P (m) vector (m) Máximo Média Mínimo e.m.q III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 38 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
39 Transformação Polinomial HGD73 -> > PT-TM06 TM06 Polinómios de 2º Grau Pontos Base -1ª ordem Resíduos M (m) P (m) vector (m) Máximo Média Mínimo e.m.q Pontos de Controlo 2ª ordem Resíduos M (m) P (m) vector (m) Máximo Média Mínimo e.m.q III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 39 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
40 Exemplo Funções Polinomiais HGD73 PT-TM06 TM06 Resíduos (m) em M em P vector médio máximo mínimo desvio padrão Resíduos (m) em M em P vector médio máximo mínimo desvio padrão III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 40 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
41 Grelhas de Transformação HGDLx -> > PT-TM06 TM06 Grelhas construídas com VG de 1ª 1 e 2ª 2 ordens Pontos de Controlo 170 VG de 3ª 3 Ordem Resíduos M (m) P (m) vector (m) e.m.q média máximo mínimo III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 41 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
42 Grelhas de Transformação HGD73 -> PT-TM06 Grelhas construídas com VG de 1ª e 2ª ordens m Pontos de Controlo 170 VG de 3ª Ordem Resíduos e.m.q média máximo mínimo M (m) III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda P(m) vector (m) M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
43 Comparações Planimetria (vector) D73 -> > PT-TM06 TM06 Resíduos (m) Molodensky Bürsa-Wolf Polinómios 2º grau Grelhas máximo média mínimo e.m.q HGDLx -> > PT-TM06 TM06 Resíduos (m) Molodensky Bürsa-Wolf Polinómios 2º grau Grelhas máximo média mínimo e.m.q III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 43 M. Vasconcelos
44 Algumas Considerações Os novos trabalhos devem ser realizados no Sistema ETRS89 Referencial Geodésico mais consistente e preciso Adequação às s orientações da EU Transformação de Informação Geoespacial existente Compatibilização dos métodos m aos requisitos do trabalho III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 44 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
45 Disponibilização da Informação Rede Geodésica III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 45 M. Vasconcelos
46 Disponibilização da Informação Rede Geodésica III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 46 M. Vasconcelos
47 Disponibilização da Informação ReNEP GNSS III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 47 M. Vasconcelos
48 Disponibilização da Informação ReNEP GNSS III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 48 M. Vasconcelos
49 Disponibilização da Informação ReNEP GNSS III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 49 M. Vasconcelos
50 Disponibilização da Informação ReNEP GNSS III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 50 M. Vasconcelos
51 Disponibilização da Informação Parâmetros III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 51 M. Vasconcelos
52 Disponibilização da Informação Parâmetros III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 52 M. Vasconcelos
53 Disponibilização da Informação Parâmetros III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 53 M. Vasconcelos
54 Disponibilização da Informação Parâmetros III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 54 M. Vasconcelos
55 Disponibilização da Informação Ferramentas III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 55 M. Vasconcelos
56 Disponibilização da Informação Ferramentas III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 56 M. Vasconcelos
57 TransCoord Pro Transformação de Coordenadas entre os diversos sistemas de referência em uso em Portugal: Parâmetros de Bursa-Wolf Parâmetros de Molodensky Método das Bases Funções Polinomiais Estimação de Parâmetros de Transformação: Parâmetros de Bursa-Wolf Funções Polinomiais Valores Pontuais de Ondulação do Geóide III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 57 M. Vasconcelos
58 TransCoord Pro Possibilidade de Personalização por parte do utilizador: Definição de Elipsóides Definição de Sistemas de Referência Definição de Parâmetros de Transformação de Coordenadas Outra Ferramentas: Problemas Directo e Inverso Convergência de Meridianos Arco de Meridiano Arco de Paralelo Área sobre o Elipsóide III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 58 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
59 Aplicativos para Conversão de Informação Vectorial III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 59 M. Vasconcelos
60 Conclusões Estabeleceu-se uma realização do ETRS89 como um novo Referencial para Portugal Continental A Rede Geodésica é consistente e adequada às necessidades práticas dos utilizadores A ReNEP permite obter em tempo real coordenadas ETRS89 / PT-TM06 Determinaram-se Parâmetros que permitem aos utilizadores efectuar a Transformação de Coordenadas dos diferentes Data Locais para o sistema ETRS89 / PT-TM06 Disponibilizaram-se Ferramentas que efectuam a Conversão de Informação Geo-espacial dos sistemas HGD73 e HGDLx para o sistema ETRS89 / PT-TM06 III Jornadas de Engenharia Topográfica I. P. Guarda 60 M. Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt)
61 A adopção do ETRS89 em Portugal Continental: implementação, consequências e boas práticas Manuela Vasconcelos (mvasconcelos@igeo.pt) 04/Junho/2009
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