combinaÇÃo de soluÇÕes geodÉsicas espaciais para a rbmc aluna: maria lígia chuerubim...

COMBINAÇÃO DE SOLUÇÕES GEODÉSICAS ESPACIAIS PARA A RBMC

Aluna: Maria Lígia Chuerubim

Orientadores:

João Carlos Chaves

João Francisco Galera Monico

Apresentação

Considerações Iniciais

Objetivos

Revisão Bibliográfica

Metodologia e

Estratégia de ação

Resultados Esperados

Plano de atividades

Referências

Considerações Iniciais

• Atualmente, o referencial geodésico mais preciso é o ITRS;

• Sua realização ITRF é de responsabilidade do IERS;

• E é revista peridiodicamente, pelo ajustamento de um conjunto de coordenadas e respectiva MVC;

ITRS

SLR LLR VLBI DORIS GPS

Origem

e

Escala

OrigemEscalaOrigem

e

Escala

Origem

e

Escala

Considerações Iniciais

Considerações Iniciais

NNT (No Net Translation)

VLBI : Deficiência em Origem

GPS, SLR, LLR, DORIS e VLBI:Deficiência em Orientação ???

NNR

(No Net Rotation)

Considerações Iniciais

IERS 2001

Potencialidade da combinação inter-técnicas

SINEX (Solution Independent Exchange Format)

Solução mais consistente

Considerações Iniciais

Brasil característica continental

RBMC coletam e disponibilizam

dados GPS

Considerações Iniciais

Necessidade de pesquisas que colaborem com a investigação e determinação das

coordenadas das estações da RBMC

Deficiência de trabalhos desta natureza no país

Apresentação

Considerações Iniciais

Objetivos

Revisão Bibliográfica

Metodologia e

Estratégia de ação

Resultados Esperados

Plano de atividades

Referências

Objetivos

“Estimar e analisar as coordenadas das estações da RBMC por meio da combinação de diferentes soluções geodésicas espaciais (SLR, LLR, VLBI, DORIS e GPS), com base em arquivos SINEX disponibilizados pelos serviços internacionais de cada técnica”.

Apresentação

Considerações Iniciais

Objetivos

Revisão Bibliográfica

Metodologia e

Estratégia de ação

Resultados Esperados

Plano de atividades

Referências

Soluções Geodésicas Espaciais

Very Long Baseline Interferometry - VLBI

IVS Manutenção de reference

frames globais

Rede global

Brasil Estação de Eusébio

Fortaleza-Ceará

Diâmetro: 14,2 m

Fortaleza: está movendo-se 12 mm/ano em direção ao norte, 5 mm/ano em direção oeste, 2 mm/ano para cima (INPE, 2007).

Very Long Baseline Interferometry - VLBI

• Princípio da técnica: “Mede a diferença de tempo da chegada de uma onda de rádio medida por duas antenas localizadas na superfície terrestre e um objeto extragalático (quasar)”.

Very Long Baseline Interferometry - VLBI

• Variações do movimento de rotação da Terra;

• Movimento das placas litosféricas;

• Cartografia, Navegação e Geodésia de precisão (Calibração do Sistema GPS).

Aplicações:

International Laser Ranging Service - ILRS

• Estudos: Geofísicos, geodinâmicos e geodésicos;

• Refletores a laser: campo da gravidade; movimentos da Terra; determinação de EOPS, reference frame, etc.

Sistemas a laser: precisão milimétrica;

International Laser Ranging Service - ILRS

ILRS Rede global (+ 40 estações)

Participação em importantes missões espaciais

International Laser Ranging Service - ILRS

1969 determinação de distâncias precisas entre a Terra e a Lua

LLR (Lunar Laser Ranging) e SLR (Satellite Laser Ranging)

International Laser Ranging Service - ILRS

• Técnica SLR:

“mede a distância entre uma estação terrestre e um satélite equipado com refletores a laser, por meio da pulsação transmitida a partir de um telescópio, localizado em uma estação terrestre e que, posteriormente, é retro-refletida por um satélite e retorna a estação de origem”.

Lunar Satellite

Earth

SLR Telescope

Passive Sate

llite

Laser Ranging

Moon

LLR Telescope

LLRSLR

Measuring Time Propagation

International Laser Ranging Service - ILRS

• Técnica SLR:

O tempo levado entre a emissão e o registro do sinal pela estação permite a determinação precisa de distâncias (poucos centímetros).

International GNSS Service

Compreende mais de 384 estações e 339 estações ativas distribuídas em diversos países:

GNSS

Brasília, Fortaleza e Cachoeira Paulista.

Algumas das estações são coincidentes com pontos VLBI e SLR, garantindo uma boa rigidez à rede.

Brasil:

International GNSS Service

missões espaciais: CHAMP (CHAllenging Mini-Satellite Payload) e GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment);

Produtos IGS: efemérides precisas:GPS, GLONASS e Galileo;

Earth

Sate

llite O

rbit

Satellite

GPS Antenna

Global Positioning SystemGPS

Navigation Message sent by each satellite:- Orbit parameters - Clock corrections

GPS Measurements:- Pseudorange- Phase

Doppler Orbitography and Radiopositioning Integrated

by Satellite - DORIS

Baseia-se em medidas exatas do deslocamento da frequência Doppler nos sinais de rádio transmitidos às estações terrestres e refletidos aos satélites

Sistema de posicionamento que se encontra a bordo dos satélites como SPOT-2, SPOT-3, TOPEX/Poseidon e mais, recentemente, Jason-1 e ENVISAT.

Doppler Orbitography and Radiopositioning Integrated

by Satellite - DORIS

O Brasil participa com a estação de Cachoeira Paulista, desde 2005.

Os sinais são transmitidos em duas frequências diferentes (401,25 e 2036,25 MHz).

Aplicações: estudos da gravidade; posicionamento; movimentos da Terra, mapeamento da topografia dos oceanos/mares, entre outras.

Combinação inter-técnicas

Combinação inter-técnicas

Realizações do ITRF:

Combinação intra-técnica (ILRS, IVS, GNSS, IDS):

coordenadas e velocidades da estação

Problemas: características individuais de cada datum, problema de singularidade da matriz (rank).

Combinação inter-técnicas

efeitos idênticos possam ser modelados por diferentes técnicas de observação.

Solução inter-técnica

Baseia-se em soluções originais de cada técnica

Combinação inter-técnicas

necessidade da utilização de um formato bem documentado e flexível

Criação do arquivo SINEX

troca de resultados entre os centros de

análise

potencialidades inter-técnicasX

Combinação inter-técnicas

SINEX

Coordenadas

Velocidades

Parâmetros de Orientação da Terra

Parâmetros de Nutação

Combinação inter-técnicas

Softwares: Bernese, Globak, GIPSY- Oasis II, GeoLab, entre outros.

RNAACsSoluções individuais

(coordenadas e velocidades):

SINEX

Combinação semanal (EQN)

Centros Globais

Quanto ao tipo de técnica:

C – combinação de técnicas;

D – DORIS;

L – SLR;

M – LLR;

P – GNSS *(Para versões > versão 1.00);

R - VLBI;

Quanto ao tipo de solução:

S contém os parâmetros de todas as estações (coordenadas/velocidades das estações; parâmetros de estimativa do geocêntro e tendências sistemáticas das observações);

O Órbitas;

E Parâmetros de Orientação da Terra;

T Troposfera;

C Reference Frame Celeste;

A Parâmetros da Antena;

X Coordenadas das estações;

V Velocidades das estações; Exemplo

Apresentação

Considerações Iniciais

Objetivos

Revisão Bibliográfica

Metodologia e

Estratégia de ação

Resultados Esperados

Plano de atividades

Referências

Coordenadas da RMBC (SIRGAS 2000,0)

Processamento

GAMIT

Coordenadas e Velocidades estimadas

Processamento de 1 … n semanas

Séries temporais

(Soluções GPS)

Soluções SINEX (GPS, VLBI, SLR, DORIS,

LLR)

Processamento

GLOBK

Soluções Combinadas

1 … n semanas (EQN)

IBGE:

Estações da RMBC

(SIRGAS 2000,0)

Análise das soluções e comparação com os

valores oficiais do IBGE

Apresentação

Considerações Iniciais

Objetivos

Revisão Bibliográfica

Metodologia e

Estratégia de ação

Resultados Esperados

Plano de atividades

Referências

Resultados esperados

Explorar a potencialidade das soluções espaciais disponíveis atualmente

Estabelecer adequadas estratégias de combinação para a região brasileira

Possibilitem a obtenção de soluções mais consistentes para a RBMC

(coordenadas/velocidades das estações)

Resultados esperados

Gerar Séries temporais a partir da solução

inter-técnicas

Identificar com riqueza de detalhes fenômenos sazonais que afetam o país, dentre outros.

Contribuir ao desenvolvimento de inúmeras pesquisas na área das Geociências, bem como

a futuros desafios.

Apresentação

Considerações Iniciais

Objetivos

Revisão Bibliográfica

Metodologia e

Estratégia de ação

Resultados Esperados

Plano de atividades

Referências

• A – Obtenção de créditos;• B – Revisão bibliográfica;• C - Organização dos dados e das soluções

SINEX;• D - Treinamento no software;• E - Elaboração de scritps;• F – Processamento dos dados GPS no software

GAMIT; análise da qualidade dos resultados; combinação de soluções geodésicas espaciais intertécnicas com o software GLOBK; análise das soluções combinadas;

• G – Exame de Qualificação;• H – Reprocessamentos;• I – Elaboração da Dissertação.

Plano de Atividades

Apresentação

Considerações Iniciais

Objetivos

Revisão Bibliográfica

Metodologia e

Estratégia de ação

Resultados Esperados

Plano de atividades

Referências

ALTAMINI, Z.; BOUCHER, C.; DREWES, H.; FERLAND, R.; LARSON, K. RAY, J.; ROTHACHER, M. Combination of station positions and velocities. IERS Technical Note, No. 30, 2002.

BERNHARDT, P. A. Eye on the Ionosphere. GPS Solut (2005) 9: 174–177. DOI 10.1007/s10291 -005-0144-8. Springer-Verlag, 2005.

FERLAND, R. IERS SINEX Combination Campaingn: First Results at NRCan. IERS Technical Note, No. 30, 2002.

FERLAND, R. TRF Combination at NRCan: Status Report. IERS Technical Note, No. 30, 2002.

GAMIT. Documentation for the GAMIT GPS Analysis Software. Department of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences. Massachutts Institute of Technology. Scripps Institution of Oceanography – University of California at San Diego. Realease 10.3, September 28, 2006.

GAMBIS, D. DORIS and the determination of the Earth’s polar motion. J. Geod. (2006) 80: 649–656 DOI 10.1007/s00190-006-0043-y. Springer-Verlag 2006.

GLOBK. Global Kalman filter VLBI and GPS analysis program. Massachutts Institute of Technology. Scripps Institution of Oceanography – University of California at San Diego. Realease 10.3, September 28, 2006.

HERRING, T.A., KING, R.W., MCCLUSKY, S.C. Geodetic Constraints on Interseismic, Coseismic, and Postseismic Deformation in Southern California. 1997. Disponível em: <http://www.scec.org/research/97research/97herringkingetal.html>. Acesso: (02/02/07).

HERRING, T.A.; KING, R.W.; MCCLUSKY, S.C. Introduction to GAMIT/GLOBK. Release 10.3 .Department of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences. Massachussetts Institute of Technology. December 5, 2006.

INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA (IBGE). O sistema de referência SIRGAS 2000. Belo Horizonte: IBGE, 2003b.

INTERNATIONAL DORIS SERVICE (IDS). DORIS tracking network. Disponível em: <http://ids.cls.fr/html/doris/sitelog.php3>. 2007. Acesso: (07/04/07).

INTERNATIONAL EARTH ROTATION AND REFERENCE SYSTEMS SERVICE (IERS). Combination Centres. Annual Report, 2003.

INTERNATIONAL EARTH ROTATION AND REFERENCE SYSTEMS SERVICE (IERS). The international celestial reference system and frame. ICRS Center Report for 2001-2004. Jean Sourchay and Martine Feissel-Vernier (eds.). IERS Technical Note Nº 34. Frankfurt: IERS, 2006a.

INTERNATIONAL EARTH ROTATION AND REFERENCE SYSTEMS SERVICE (IERS).IERS annual repport 2004. Frankfurt: IERS, 2006b.

INTERNATIONAL EARTH ROTATION AND REFERENCE SYSTEMS SERVICE (IERS). ITRF News. Disponível em: http://itrf.ensg.ign.fr/. Acesso: (02/02/07).

INTERNATIONAL GNSS SERVICE (GNSS). Formerly the International GPS Service. IGS Central Bureau. 2006. Disponível em: <http://igscb.jpl.nasa. gov/network/list.html>. Acesso: (07/04/07).

LAVALLÉE, D. A.; BLEWITT, G.; CLARKE, P. J.; HOLT, W. E.; MEERTENS, C. M.; SHIVER, W. S.; STEIN, S.; ZERBINI, S.; BASTOS, L. GPSVEL Project: Towards a Dense Global GPS Velocity Field. In: Proceedings of the IAG 2001, Scientific Assembly, Budapest, 2-7 September, 2001.

MACDONALD OBSERVATORY. Disponível em: <http://www.as.utexas.edu/mcdonald/

Mcdonald.html>. NASA Space Sensors and Instruments Technology, Satellite Laser Ranging. Disponível em : http://ilrs.gsfc.nasa.gov/ilrs_home.html. Acesso: (07/04/07).

MONICO, J. F. G. Posicionamento pelo NAVSTAR-GPS: descrição, fundamentos e aplicações. São Paulo: Unesp, 2000a.

MONICO, J. F. G.; SOTO, J. C.; DREWES, H. O Estado da arte em referenciais geodésicos: ITRF2000 e as próximas realizações do ITRS. Curitiba: Boletim de Ciências Geodésicas, v. 11, nº 2, p. 261-277, 2005b.

MONICO, J. F. G. As condições NNT e NNR na realização de um Referencial. Curitiba: Boletim de Ciências Geodésicas, v. 11, nº 1, p. 45-52, 2005c.

MONICO, J. F. G. Ajustamento de observáveis GPS no contexto de posicionamento geodésico. Tese de Livre Docência. Presidente Prudente: UNESP/FCT, 2005d.

MONICO, J. F. G. Fundamentos matemáticos envolvidos na realização do ITRS. Curitiba: Boletim de Ciências Geodésicas, v. 12, nº 2, p. 337-351, 2006.

NOLL, C; DUBE, M. THE DORIS DATA CENTER AT THE CDDIS. Disponível em: <cddis.gsfc.nasa.gov/docs/dorisdays2000_paper.pdf>. Acesso: (07/04/07).

OLIVEIRA, E. B. Satelitte Laser Ranging – S.L.R. Seminário da disciplia Posicionamento por Satélites do programa de Pós-Graduação em Ciências Cartográficas da Universidade Estadual Paulista – Unesp. Faculdade de Ciências e Tecnologia – F.C.T. Departamento de Cartografia. Presidente Prudente: UNESP/FCT, 2001.

PIMENTA, A. F.; FERREIRA, L. D. D.; AFONSO, G. B. A variação da velocidade de rotação da Terra. III Colóquio Brasileiro de Ciências Geodésicas. Anais em CD-ROM, 2003. Disponível em: <http://www.abecsat. com.br/Franquia/AdministradorConteudo/uploads/IBGE%20-%202006.pdf>. Acesso: (07/04/07).

ROTHACHER, M. Towards a rigorous combination o space geodetic techniques. IERS Technical Note, No. 30, 2002.

SEEBER, G. Satellite Geodesy: foundations, methods, and applications. Berlin; New York: de Gruyter, 1993.