1.1 CONCEITOS BÁSICOS

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1 1.1 CONCEITOS BÁSICOS Revisão de conceitos Érica Santos Matos Regiane Dalazoana Departamento de Geomática Setor de Ciências da Terra Universidade Federal do Paraná -UFPR

2 SISTEMA GEODÉSICO DE REFERÊNCIA Rede Geodésica trabalhar com pontos de coordenadas conhecidas Logo é necessário um referencial conhecido Sistema geodésico de referência 1. Superfície de Referência (elipsoide) 2. Orientação estabelecer coordenadas de pontos na superfície física

3 SISTEMA GEODÉSICO DE REFERÊNCIA DEFINIÇÃO system system Definido a partir da adoção de um elipsoide de referência posicionado e orientado em relação à superfície terrestre parâmetros + convenções + elipsoide orientado e ajustado à Terra Próximas etapas: Coleta de observações sobre a superfície terrestre Processamento e análise dos resultados Divulgação dos resultados (coordenadas + velocidades + precisões)

4 SISTEMA GEODÉSICO DE REFERÊNCIA REALIZAÇÃO OU MATERIALIZAÇÃO Materializado por um conjunto de pontos frame frame conjunto de pontos implantados na superfície física da Terra cujas coordenadas são conhecidas disponibilizado ao usuário

5 SISTEMA GEODÉSICO DE REFERÊNCIA VISÃO GERAL Conjunto de pontos redes geodésicas Divididas em: - Verticais - Horizontais RAZÃO DA SEPARAÇÃO Vinculado ao campo da gravidade Vinculado a um sistema geométrico - Tridimensionais

6 REDES GEODÉSICAS DE REFERÊNCIA HORIZONTAL FOCO: controle horizontal Estrutura de pontos que formam a realização de um SGR, materializam o referencial para o usuário Visão Clássica: redes de triangulação, trilateração e poligonação Baseiam-se em medidas de direções (ângulos) e distâncias Altitudes obtidas com menor precisão (por exemplo: nivelamento trigonométrico) visando a redução das observações ao elipsoide

7 REDES GEODÉSICAS DE REFERÊNCIA HORIZONTAL DATUM Datum = origem, e h Estabelecer escala em um ponto orientação A propagação das coordenadas geodésicas desde o datum, usando a superfície de referência elipsoidica transporte de coordenadas

8 REDES GEODÉSICAS DE REFERÊNCIA HORIZONTAL (geometria e injunções mínimas) Triangulação (baseado em medidas angulares) Rede de pontos com coordenadas geodésicas conhecidas, estabelecidas a partir de um datum, por sequência de triângulos estabelecidos predominantemente por medidas angulares Porém é necessário fornecer injunções mínimas: Lados de 20 a 40 KM Origem (φ,λ) Orientação (azimute) Escala (comprimento da linha de base) DATUM Az BASE

9 REDES GEODÉSICAS DE REFERÊNCIA HORIZONTAL (geometria e injunções mínimas) Trilateração (baseado em medidas lineares) Rede de pontos com coordenadas geodésicas conhecidas, estabelecidas a partir de um datum, por sobreposição de triângulos estabelecidos a partir da medida dos lados Porém é necessário fornecer injunções mínimas: Origem (φ,λ) Orientação (azimute) Az DATUM

10 REDES GEODÉSICAS DE REFERÊNCIA HORIZONTAL (geometria e injunções mínimas) Poligonação (baseado em medidas lineares e angulares) Lados de até 15km; serve para o apoio fundamental; inicia num ponto da rede fundamental e é controlada; mas não é possível a verificação de erros intermediários (ao longo dos pontos da poligonal) Porém é necessário fornecer injunções mínimas: φ,λ, Azimute iniciais φ,λ, Azimute finais Azi POLIGONAL Azf

11 EVOLUÇÃO DO SISTEMA GEODÉSICO BRASILEIRO REDE HORIZONTAL Implantação iniciou-se em ppm Finalidade apoio ao mapeamento; obras de engenharia, regulamentação fundiária, entre outras Década de 70 - uso do sistema TRANSIT Melhoria das técnicas de posicionamento Até 1990 eram aplicados os procedimentos clássicos A partir de 1991 uso exclusivo do GPS (posteriormente GNSS) para densificação da Rede Horizontal 1 ppm

12 EVOLUÇÃO DO SISTEMA GEODÉSICO BRASILEIRO Rede Planimétrica Brasileira, ajustada em SIRGAS Crédito: IBGE, 2006

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16 EVOLUÇÃO DO SISTEMA GEODÉSICO BRASILEIRO Córrego Alegre Astro Datum Chuá SAD 69 SAD 69 reajustamento em 1996 SIRGAS2000

17 REDES GEODÉSICAS DE REFERÊNCIA VERTICAL ALTITUDE distância de um ponto sobre a S.F. contada sobre a vertical ou normal até a superfície de referência, geoide ou elipsoide. Satélite GPS Satélite GPS Superfície do oceano Altitude Ortométrica (H) Altura geoidal (N) Altitude Elipsoidal (h) Superfície Física Geoide Elipsoide

18 REDES GEODÉSICAS DE REFERÊNCIA VERTICAL Altitude com sentido prático é aquela determinada por operações de nivelamento vinculadas ao campo da gravidade da Terra O conceito de desnível associado ao posicionamento vertical, deve estar vinculado a noção física. Este é o desnível que interessa na concepção de obras como barragens, dutos, canais, etc

19 REDES GEODÉSICAS DE REFERÊNCIA VERTICAL FOCO: controle vertical Rede de pontos (RN referência de nível) cujas altitudes são determinadas por procedimentos de nivelamento geométrico de precisão ou alta precisão Baseiam-se em medidas de desníveis a partir de um datum (usualmente H DATUM = 0,0 m)

20 REDES GEODÉSICAS DE REFERÊNCIA VERTICAL datum vertical (visão clássica) Estabelecido pelo NMM durante um período de tempo, num determinado local observação marégrafo NMM coincidente com o geoide COLÔMBIA BRASIL Buenaventura Imbituba P H h NMM Geóide N Elipsóide

21 REDES GEODÉSICAS DE REFERÊNCIA VERTICAL ESTABELECIMENTO DA REDE Medição de desníveis por operações de nivelamento geométrico Altitude de P2 é definida inicialmente como o somatório dos desníveis desde P1 mais a altitude de P1 H P2 H P1 n i 1 H i H3 P2 H2 H1 P1

22 REDES GEODÉSICAS DE REFERÊNCIA VERTICAL ASPECTOS GERAIS IBGE precisão 3mm k para nivelamento de alta precisão, estabelecido a partir da diferença entre nivelamento e contra numa seção, permitindo aceitar ou rejeitar a medida do desnível Visadas máximas de 80m (usual 60 m), diferenças de 2m entre ré e vante, evitar horários próximos ao meio dia, evitar os primeiros e últimos 50 cm da mira, etc Controle de qualidade é feito com o fechamento em circuitos o que permite o ajustamento IAG recomenda 1mm k

23 EVOLUÇÃO DO SISTEMA GEODÉSICO BRASILEIRO Rede Altimétrica RRNN, juntamente com seus respectivos desviospadrão, propagados desde a origem da Rede, no marégrafo de Imbituba/SC. Crédito: IBGE, 2006

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25 EVOLUÇÃO DO SISTEMA GEODÉSICO BRASILEIRO Rede Altimétrica Datum vertical Santana/AP Crédito: R. T. LUZ

26 EVOLUÇÃO DO SISTEMA GEODÉSICO BRASILEIRO PROCESSAMENTO Entre 1948 e 1975 foram executados oito ajustamentos manuais Em 1993 foi concluído o primeiro ajustamento automatizado e integral Em 2011 foi concluído o primeiro ajustamento simultâneo (69000 RRNN) data do ajustamento abrangência número de circuitos comprimento total datum das linhas (km) 1948 total Torres 1952 total Torres 1959 total Imbituba 1962 parcial Imbituba 1963 parcial?? Imbituba 1966 parcial?? Imbituba 1970 parcial?? Imbituba 1975 parcial?? Imbituba 1993 total Imbituba

27 REDES TRIDIMENSIONAIS As redes tridimensionais podem ser estabelecidas de duas maneiras: Combinar as coordenadas horizontais ( e ) e a altitude ortométrica (H) de pontos homólogos para obter as coordenadas tridimensionais (, e h) ou (X, Y e Z). Porém é necessário o conhecimento da altura geoidal (ondulação) h H N MODELO GEOIDAL Utilizar técnicas que proporcionem diretamente as 3 coordenadas (VLBI, GPS, etc)

28 RBMC Conceito de REDE ATIVA: O usuário necessita de apenas 1 receptor para o posicionamento relativo 94 estações para pós processamento e tempo real 101 estações para pós processamento Estação UFPR Crédito: IBGE, 2017 Crédito: LAGEH

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30 RBMC-IP Serviço para posicionamento em tempo real a partir de 101 estações da RBMC (recepção de dados e correções diferenciais via internet). O serviço é gratuito mediante cadastro. Crédito: IBGE, 2017

31 REDES ESTADUAIS GPS Visam suprir as demandas atuais advindas do uso crescente de técnicas de posicionamento baseadas no GPS Servem de estrutura para trabalhos que necessitem de informação georreferenciada; rede de referência para posicionamento relativo; confecção de mapas e cartas; referência para obras de engenharia tais como: construção e pavimentação de rodovias e estradas, construção de pontes, viadutos e túneis; demarcação de unidades estaduais, unidades municipais, áreas indígenas, áreas de proteção ambiental; regulamentação fundiária; transmissão de energia; abastecimento de água, etc. Implantadas através de convênios de cooperação técnica Implantadas em locais que garantam sua integridade física

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33 REDES ESTADUAIS GPS REDE GEODÉSICA GPS DE ALTA PRECISÃO DO PARANÁ 20 estações aprox. 60 km de abrangência Estações de Referência UFPR UEPP

34 Relacionamento entre a altitude elipsoidal e a altitude ortométrica: h H N MODELO GEOIDAL Crédito: IBGE

35 MODELO GEOIDAL Precisão estimada de 17cm, podendo existir áreas com precisão melhor ou pior Crédito: IBGE (agosto, 2016)

36 Crédito: IBGE (agosto, 2016)

37 SIRGAS2000 Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas REALIZAÇÃO 184 estações no continente americano Campanha realizada de 10 a 19 de maio de 2000 coordenadas referidas ao ITRF2000, época 2000,4 Precisão das coordenadas das estações ±3 mm ± 6 mm

38 SIRGAS estações no continente americano Compatível com o WGS84 (GPS) facilidades nos levantamentos ausência de transformações entre referenciais para as principais aplicações

39 SIRGAS-CON Rede SIRGAS de monitoramento contínuo 400 estações Das quais 59 são da rede do IGS Compreende: SIRGAS-C densificação continental do ITRF SIRGAS-N redes de monitoramento contínuo nacionais, como a RBMC

40 Conceito de coordenada 4D X, Y, Z + t (época)

41 Variação temporal das estações

42 Estações SIRGAS-CON Crédito : IBGE

43 (Sánchez and Drewes 2016). VEMOS2015 Modelo de velocidades do SIRGAS2000