Análise das séries temporais aplicada às coordenadas de estações

da RBMC

Experimentos e resultados

Guilherme Poleszuk dos Santos RosaMestrando do PPGCC

João Francisco Galera MonicoOrientador

João Carlos ChavesCo-orientador

Grupo de Estudos em Geodésia Espacial 13/06/2008

Estrutura da apresentação

IntroduçãoObjetivo da pesquisaMetodologia aplicada

MateriaisFerramentas utilizadas

ExperimentosAnálise dos resultados

ConclusãoConsiderações finais

Introdução

• A litosfera– ações naturais;– antrópicas.

• A dinâmica dessa camada terrestre interfere diretamente naqueles que sobre ela residem.

• Fatores como sismos e os grandes abalos são sempre um dos principais eventos rememorados relacionado àlitosfera, devido à sua grande magnitude e por também afetar a vida das pessoas, algumas vezes de maneira catastrófica.

Objetivo da pesquisa

• Objetivo principal:– Realizar um estudo para quantificar e obter um melhor

conhecimento dos eventos que ocorrem na litosfera e afetam, principalmente o posicionamento, como os deslocamentos das placas.

• Objetivos específicos:– Coordenadas diárias e precisões;– Séries temporais;– Analisar os efeitos não modelados;– Investigar a causa de tais efeitos;– Um modelo para descrevê-los;– Minimizar a influência em cada série temporal;– Verificar o comportamento espacial.

Relevância do tema

• Redes de Monitoramento Contínuo– Estações de referência

• Apoio para as atividades geodésicas;– Pesquisas científicas

• Monitoramento da atmosfera;• Monitoramento das placas litosféricas;

– Realização de sistemas de referência;– IGS, RBMC, Incra, REDESP, entre outras.

• Erros não modelados são propagados para os parâmetros do modelo funcional;

• Resultado tendeciosos;• Conclusões errôneas.

RBMC

• Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo– Mantida pelo IBGE– + 40 estações ativas

• Trimble (NetRS e NetR5)• Ashtech (UZ-12 e Z-FX)• Leica (GRX1200)

– Em processo de modernização e expansão com a integração das estações da Rede Incra;

– Futuramente, obtenção de dados em tempo real. Ainda em fase de testes (NTRIP);

Posicionamento por ponto Preciso (PPP)

• Coordenadas absolutas. Estão referenciadas ao centro de massa da Terra;

• Sistema de referência primário: o das órbitas dos satélites;

• Vantagem: esforço computacional menor comparado ao processamento relativo;

• Todos os erros devem ser modelados. Não há duplas diferenças entre estações;

• Proporciona resultados muito precisos (cm);• Tendência ser mais utilizado que o método de

posicionamento relativo?

Análise de Wavelets

• Vantagens– Revela no espaço e tempo as características

presentes em um sinal, quando analisad o espectro de Wavelets;

– As wavelets-mãe são funções mais complexas que aquelas empregadas na Análise por Fourier;

Dados simulados

Metodologia

• Processar, usando o PPP, todos os dados coletados da estação de interesse;

• Obter as séries temporais das coordenadas;• Reunir informações relevantes relacionadas à região

onde se encontra instalada a estação;• Determinar os efeitos de tendência e investigar o

efeito sazonal em cada coordenada;• Estudar uma possibilidade para proposição de um

modelo.

Metodologia

Preparação eLimpezados dados

Rinex

ResultadosAnálises

NRCanPPP

Configurações

Extraçao dosresultados

Rejeiçaoresultados

Log erros

sim

Registro não

Processosde

Detecção

No satclocks

Materiais

• Dados utilizados– Arquivos de observação da estação NAUS;– Efemérides precisas e erros* dos relógios dos

satélites produzidos pelo IGS.

*apenas após a semana GPS 1087

Softwares

• Processamento dos dados– PPP

• Software NRCan PPP versão 1.04 release 1087

• Análise dos resultados– Análise de séries temporais usando Wavelets

• Toolbox para Matlab desenvolvido por Torrence e Compo(1998)

Configurações

Não utilizadoIonosfera (Efeitos de 2ª e 3ª ordem)Combinação linear ionospheric freeIonosfera (Efeitos de primeira ordem)Estimada durante o processamentoTroposfera (Componente úmida)HoppfieldTroposfera (Componente hidrostática)Modelo de velocidades VelinterVelocidades das coordenadasEfemérides precisas do IGSErro das coordenadas dos satélitesCorreções geradas pelo IGSErro do relógio dos satélitesCorreções absolutas do IGS (igs05_1780.atx)Variação do centro de fase das antenasGOT00.2 (www.oso.chalmers.se)Marés oceânicasNúmeros de Love e ShidaMarés terrestres

Solução/modelo aplicadosFonte de erro

Experimentos

• Estação: NAUS (Manaus – AM)• Período dos dados: 01 de janeiro de 2006 a 31 de

janeiro de 2008.• Receptor: Trimble NetRS• Antena: Trimble Geodetic Zephyr (TRM41249.00)• Localização Geográfica:

– Latitude: -03° 01’– Longitude: -60° 03’– Altura: 93,89m

Hidrografia

Resultados

• Os resultados obtidos dos processamentos foram transformados para o sistema de coordenadas local.

• As coordenadas de referência foram obtidas da média das coordenadas estimadas.

• A seguinte formulação foi utilizada para realizar a transformação de referencial:

r

r

r

ZZ

YY

XX

senu

n

e

)()sin()cos()cos()cos(

)cos()sin()sin()cos()sin(

0)cos()sin(

Componente east

Componente north

Componente up

Análise dos resultados

• A análise dos resultados foi realizada usando o Toolbox obtido para o Matlab.

• Experimentos foram realizados com a finalidade de adaptar os parâmetros dessa ferramenta aos dados obtidos dos processamentos, isto é, as coordenadas.

Espectro de Wavelets - east

Espectro de Wavelets - north

Espectro de Wavelets - up

Considerações Finais

• Os resultados apresentados para uma das estações da RBMC mostraram que o PPP sofre influência de efeitos sazonais, bem como tendência.

• Por meio da Análise por Wavelets, os efeitos sazonais são revelados mostrando que possuem diferentes comprimentos de onda ao longo do ano.

Próximas etapas

• Estender as análises, efetuando a correlação com fatores regionais;

• Considerar os efeitos de 2ª e 3ª ordem da ionosfera;

• Aplicar a função de mapeamento da troposfera VMF1;

• Generalizar os programas de apoio (scripts);• Otimizar os processos para fins de divulgação

diária e automática dos resultados;

Agradecimentos

A todos os presentes