Introdução à Geodesia

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1 à Geodesia 1. Objectivos.. Programa a) História da Geodesia. Estrutura da Geodesia e sua interligação b) Movimentos da Terra. Sistemas de referência. c) Camo Gravítico da Terra d) A forma e dimensão da Terra. As deformações e a atmosfera 3. Trabalhos Práticos. a) 3 trabalhos de gruo (de elementos) com relatório final b) 1 - História da Geodesia; - Transformação de Coordenadas; 3 - Gradiente vertical da Gravidade 4. Avaliação a) Exame escrito (60%) + Trabalhos Práticos (40%) à Geodesia 5. Bibilografia - Pagarete, J. (004). Aontamentos de à Geodesia. FCUL - Catalão, J. (000). Geodesia Física. Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa. - Vanícek, P. and E.J. Krakiwsky (1986). Geodesy: The concets. North- Holland editors, Amsterdam, Holland, nd ed., Heiskanen W.A. and H. Moritz, Physical Geodesy. W.H. Freeman and Comany, San Francisco. 6. Aulas Práticas - Está criada a discilina no Portal FC htts://ortal.fc.ul.t/sites/introdgeodesia contém material de aulas e informação ara os trabalhos ráticos; - É necessário que os alunos regularizem a sua conta de correio fc1345@alunos.fc.ul.t 7. Horário de aoio - Segundas-feiras, a artir das 15:30 (gabinete ) 1

2 Portal da à Geodesia à Geodesia O que é a Geodesia? Aristóteles Helmert desia: DIVISÃO (geográfica) da geo: TERRA - 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 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 temo e no esaço.

3 à Geodesia Para que serve a Geodesia? - Definição de fronteiras regionais e nacionais; - Imlementação de vias de comunicação (rodo e ferroviárias) de grande dimensão; - Construção de infra-estruturas (canais, barragens, ontes, túneis, diques, etc.); - Aoio a oerações militares; - Determinação rigorosa de grandes áreas urbanas, florestais, selvagens, etc.; - Aoio à navegação aérea e marítima; - Conhecer a dinâmica da Terra; - Conhecer o camo gravítico da Terra; - Lançamento de satélites; -etc. à Geodesia Para que serve a Geodesia? - Determinar movimentos relativos da Terra. 3

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

5 à Geodesia Qual é aforma da Terra? - Em ª aroximação a Terra é um elisóide de revolução (achatada nos ólos) X + Y a + Z b = 1 à Geodesia N N c b c c a a c b S c=(a+b)/ S 5

6 à Geodesia 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) à Geodesia 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 à Geodesia O que é ogeóide? - A ondulação do geóide é habitualmente determinado elo Integral de Stokes (sec. XIX), através de observações 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 - Por analogia, a cartografia clássica está ara a navegação terrestre, assim como: Camo gravítico Navegação no esaço à Geodesia O objecto de estudo da Geodesia - É necessário estudar simultaneamente três suerfícies: S 1, a suerfície toográfica muito irregular; S, o geóide, uma suerfície comlexa mas com realidade física; e o elisóide de referência S 3, uma suerfície abstracta mas que é necessário osicioná-la em relação à Terra. Suerfície sólida da Terra (S 1) Geóide (S ) Elisóide de referência (S 3 ) 7

8 à Geodesia O objecto de estudo da Geodesia Suerfície Geóide H = altitude ortométrica h = altitude elisoidal N = ondulação do geóide Elisóide à 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 (ϕ, λ, h), as quais servem os diferentes roósitos da geodesia e das ciências afins. 8

9 à Geodesia 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) sobre os quais faz osicionamento; à Geodesia Define coordenadas geográficas sobre a esfera, sobre o elisóide ide ou sobre o geóide - Latitude N - Longitude P - Altitude ϕ Equador Meridiano de Greenwich λ Meridiano que assa or P 9

10 à Geodesia Z N Define coordenadas cartesianas geocêntricas Meridiano de Greenwich P x = ( N + h )cosϕ cos λ z y = ( N + h )cosϕ sinλ = [ N(1 e ) + h ] sinϕ Equador Y X S à Geodesia Estabelece redes de ontos cujas coordenadas são determinadas com grande recisão: Vértices geodésicos - As coordenadas são determinadas elos serviços nacionais de geodesia (IGP) - São materializados no terreno or marcos geodésicos 10

11 à Geodesia Rede geodésica nacional 1ª ordem ª ordem à Geodesia Estabelece a referência vertical - datum altimétrico através da medição do nível médio do mar Marégrafo analógico Casa abrigo do marégrafo analógico 11

12 à Geodesia A artir da referência altimétrica (marégrafo Cascais) transorta as altitudes ara todo o território através de linhas de nivelamento geométrico de alta recisão à Geodesia Actualmente usas a tecnologia mais avançada de osicionamento e navegação, o GNSS: GPS GLONASS GALILEU 1

13 à Geodesia Constrói e mantém redes globais de estações ermanente munidas de uma ou mais técnica de observação esacial (GNSS, VLBI, SLR, DORIS). 13