a) 2 trabalhos de grupo (de 3 elementos) com relatório: TP1 Gradiente Vertical da Gravidade; TP2 Rede de Gravimetria do Campus da UL.

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1 Geodesia Física 1. Objectivos: Estudo do camo gravítico. Gravimetria. 2. Programa a) Introdução aos Sistemas de Referência Geodésicos b) Fundamentos do camo gravítico. c) Harmónicas esféricas e modelos geootenciais globais d) Camo Gravítico Normal e) Problema de fronteira da Geodesia Física. f) Gravimetria e modelação de geoide. 3. Trabalhos Práticos. a) 2 trabalhos de gruo (de 3 elementos) com relatório: TP1 Gradiente Vertical da Gravidade; TP2 Rede de Gravimetria do Camus da UL. 4. Avaliação a) Exame Teórico (50%) + Trabalhos Práticos (50%) b) Arovação em cada comonente com mínimo de 10 valores c) Assiduidade baseada na resença nas Teóricas e Praticas Geodesia Física 4. Avaliação - A Nota Prática Individual é calculada ela média da nota de arâmetros individuais de avaliação, ela nota dos arâmetros do gruo (relatório e objectivos) e ela assiduidade (10%). - A Nota Teórica corresonde ao Exame ou ao resultado final da Oral, ara exames de 8,5 a 9,5 valores. 1

2 Geodesia Física 5. Bibilografia - Heiskanen W.A. and H. Moritz (1967). Physical Geodesy. W.H. Freeman and Comany, San Francisco. - Hofmann-Wellenhof B. and H. Moritz (2005). Physical Geodesy. Sringer Wien and New York. - Torge, W. (1989). Gravimetry. de Gruyter, Berlin, New York. - Catalão, J. (2000). Geodesia Física. Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa. htt://enggeografica.fc.ul.t/ficheiros/aoio_aulas/geodesia%20fisica.df. - Catalão, J. e Antunes, C. (2012). Gravimetria. In Teves-Costa P., et. al. (2012), Fundamento de Geofísica - formação em E-learning ara o Instituto de Meteorologia, I.P.. 6. Aulas Práticass - Estão criadas secções na Plataforma MOODLE htts://moodle.ciencias.ulisboa.t/ contém material de aulas e informação ara os trabalhos ráticos; - É necessário que os alunos regularizem a sua conta de correio fc12345@alunos.fc.ul.t, servirá como meio de contacto rofessor/aluno 7. Horário de aoio - Quinta-feira, a artir das 11:00 (gabinete ) O que é a Geodesia? desia: DIVISÃO (gráfica) da geo: TERRA Aristóteles Helmert - Na Grécia antiga, a Geodesia foi a base do desenvolvimento da GEOMETRIA - Faz uma descrição (reresentação) da suerfície da Terra, através da determinação de coordenadas de ontos reresentativos e descritivos da suerfície - Determina a forma e dimensão da Terra (GEÓIDE suerfície média do mar rolongada elos continentes) Define e imlemente sistemas de referência sobre a Terra, e faz a medição da Terra, no esaço e no temo. 2

3 Para que serve a Geodesia? - Conhecer e medir a dinâmica da Terra (sólida); - Conhecer e determinar o camo gravítico da Terra; - Definir e imlementar Sistemas de Referência; - Imlantar redes geodésicas de aoio à Cartografia e áreas afins; - Aoio ao lançamento e controlo de satélites; - Cálculo e determinação de órbitas; - Aoio à construção de infra-estruturas (canais, barragens, ontes, túneis, diques, etc.) de grande dimensão; - Aoio à navegação aérea e marítima; - Definição de fronteiras regionais e nacionais; - Determinação rigorosa de grandes áreas sobre a suerfície terrestre; etc.; Para que serve a Geodesia? - Determinar movimentos relativos da Terra. Movimento do Pólo Variação da Rotação da Terra 3

4 Para que serve a Geodesia? - Determinar movimentos relativos da Terra. Medição das velocidades relativas das Placas Tectónicas Qual é a forma da Terra? - Numa 1ª aroximação a Terra é esférica (tal como vista do esaço) 4

5 Qual é a forma da Terra? - Em 2ª aroximação a Terra é um elisóide de revolução (achatada nos ólos) X Y 2 a 2 2 Z b N N c b c c a a c b S c=(a+b)/2 S 5

6 Qual é a forma da Terra? - Rigorosamente, a suerfície física da Terra é definida elo Geóide (suerfície equiotencial de referência, róxima da suerfície média dos oceanos) O que é o Geóide? - Chama-se ondulação do geóide ao afastamento do Geóide em relação ao Elisóide, segundo a sua normal; -Varia entre os 70m acima do elisóide no Atlântico e os 100m abaixo do Elisóide no oceano Índico; - As ondulações do geóide reflectem as irregularidades da crusta, mas rincialmente, a variação das densidades das massas da crusta e do manto; 6

7 O que é ogeóide? - A ondulação do geóide é habitualmente determinado elo Integral de Stokes (sec. XIX), através de dados de gravimetria (anomalias da gravidade, g). - O conhecimento do geóide ermite definir, de forma exacta, todo o camo gravítico sobre a sua suerfície terrestre e no exterior (ara órbitas e satélites) - Por analogia, a cartografia clássica está ara a navegação terrestre, assim como: Camo gravítico Navegação no esaço Modelo de Ondulação do Geóide Rift Atlântico Canhão da Nazaré Estrela Lisboa S. Miguel Bacia do Tejo 7

8 O objecto de estudo da Geodesia - É necessário estudar simultaneamente três suerfícies: S 1, a suerfície toográfica muito irregular; S 2, o geóide, uma suerfície comlexa mas com realidade física; e o elisóide de referência S 3, uma suerfície fictícia mas que é necessário osicioná-la em relação à Terra. O objecto de estudo da Geodesia Suerfície Geóide H = altitude ortométrica h = altitude elisoidal N = ondulação do geóide Elisóide 8

9 O objecto de estudo da Geodesia Para que serve o Elisóide? - Para rojectar todas as osições da suerfície toográfica; - Para efectuar os cálculos das osições de ontos de referência da geodesia (vértices geodésicos); - É a suerfície que se rojecta no lano cartográfico e que reflecte a imagem da suerfície toográfica sobre as cartas; - O geodéta (ou geodesista) mede ângulos e distâncias à suerfície, reduz essas medições ao elisóide, com elas efectua cálculos ara determinar osições elisoidais (j, l, h), as quais servem os diferentes roósitos da geodesia e das ciências afins. 9

10 Como se divide a Geodesia? - Geodesia Física: estudo do camo gravítico e determinação de modelos numéricos do geóide; - Geodesia Geométrica: define e imlementa sistemas de referência (referenciais redes geodésicas) sobre os quais faz osicionamento; - Geodesia Dinâmica: mede e estuda os movimentos relativos e as variações temorais do camo gravítico terrestre; - Geodesia Esacial: mede a Terra a artir do esaço, com satélites faz osicionamento de recisão e estuda as variações do camo gravítico, fenómenos físicos, a morfologia e as sua dinâmica Define coordenadas curílíneas sobre a esfera (geográficas), sobre o elisóide (geodésicas) ou sobre o geóide (astronómicas) - Latitude - Longitude - Altitude Equador N j Meridiano de Greenwich P l Meridiano que assa or P 10

11 Z Define coordenadas cartesianas geocêntricas Meridiano de Greenwich P x ( N h )cosj cos l z y ( N h )cosj sin l 2 N(1 e ) h sinj Equador Y X Estabelece redes de ontos cujas coordenadas são determinadas com grande recisão: Vértices geodésicos - As coordenadas são determinadas elos serviços nacionais de geodesia (IGP, DGT) - São materializados no terreno or marcos geodésicos 11

12 Rede geodésica nacional 1ª ordem 2ª ordem Estabelece a referência vertical - datum altimétrico através da medição do nível médio do mar Marégrafo analógico Casa abrigo do marégrafo analógico 12

13 A artir da referência altimétrica (marégrafo Cascais) transorta as altitudes ara todo o território através de linhas de nivelamento geométrico de alta recisão Estabelece redes gravimétricas usadas ara determinar o Geóide, ara corrigir o nivelamento geométrico e ara estabelecer o camo de valores de gravidade absoluta (usado, or exemlo, ara calibrar as balanças ao longo do aís, etc.) 13

14 Usa as tecnologias mais avançada de osicionamento e navegação, o GNSS, ara estudos de geodinâmica e trabalhos de Engenharia: GPS GLONASS GALILEO Constrói e mantém redes globais de estações ermanente munidas de uma ou mais técnica de observação esacial (GNSS, VLBI, SLR, DORIS) ara monitorizar a dinâmica da Terra. 14

15 Constrói e mantém redes nacionais de estações ermanente GNSS ara osicionamento cinemático em temo real (RTK), de aoio à Cartografia, à Toografia, à Hidrografia e às obras de Engenharia RENEP (IGP) SERVIR (IgeoE) Arquitetura de uma Rede GPS RTK 15

16 Geolocalização: uma utilidade da Geodesia Serviços Baseados na Localização - LBS 16