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COMBINAÇÃO DE SOLUÇÕES GEODÉSICAS ESPACIAIS PARA A RBMC Aluna: Maria Lígia Chuerubim Orientadores: João Carlos Chaves João Francisco Galera Monico.

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2 COMBINAÇÃO DE SOLUÇÕES GEODÉSICAS ESPACIAIS PARA A RBMC Aluna: Maria Lígia Chuerubim Orientadores: João Carlos Chaves João Francisco Galera Monico

3 Apresentação Considerações Iniciais Objetivos Revisão Bibliográfica Metodologia e Estratégia de ação Resultados Esperados Plano de atividades Referências

4 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;

5 ITRS SLRLLRVLBIDORISGPS Origem e Escala Origem Escala Origem e Escala Origem e Escala Considerações Iniciais

6 NNT (No Net Translation) VLBI : Deficiência em Origem GPS, SLR, LLR, DORIS e VLBI: Deficiência em Orientação ??? NNR (No Net Rotation)

7 Considerações Iniciais IERS 2001 Potencialidade da combinação inter-técnicas SINEX (Solution Independent Exchange Format) Solução mais consistente

8 Considerações Iniciais Brasil característica continental RBMC coletam e disponibilizam dados GPS

9 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

10 Apresentação Considerações Iniciais Objetivos Revisão Bibliográfica Metodologia e Estratégia de ação Resultados Esperados Plano de atividades Referências

11 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.

12 Apresentação Considerações Iniciais Objetivos Revisão Bibliográfica Metodologia e Estratégia de ação Resultados Esperados Plano de atividades Referências

13 Soluções Geodésicas Espaciais

14 Very Long Baseline Interferometry - VLBI IVS Manutenção de reference frames globais Rede global Brasil Estação de Eusébio Fortaleza-Ceará

15 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).

16 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).

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18 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:

19 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;

20 International Laser Ranging Service - ILRS ILRS Rede global (+ 40 estações) Participação em importantes missões espaciais

21 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)

22 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.

23 Lunar Satellite Earth SLR Telescope Passive Satellite Laser Ranging Moon LLR Telescope LLR SLR Measuring Time Propagation

24 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).

25 International GNSS Service Compreende mais de 384 estações e 339 estações ativas distribuídas em diversos países:

26 GNSS Brasília, Fortaleza e Cachoeira Paulista. Algumas das estações são coincidentes com pontos VLBI e SLR, garantindo uma boa rigidez à rede. Brasil:

27 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;

28 Earth Satellite Orbit Satellite GPS Antenna Global Positioning System GPS Navigation Message sent by each satellite: - Orbit parameters - Clock corrections GPS Measurements: - Pseudorange - Phase

29 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.

30 Doppler Orbitography and Radiopositioning Integrated by Satellite - DORIS O Brasil participa com a estação de Cachoeira Paulista, desde 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.

31 Combinação inter-técnicas

32 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).

33 Combinação inter-técnicas efeitos idênticos possam ser modelados por diferentes técnicas de observação. Solução inter-técnica Baseia-se em soluções originais de cada técnica

34 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-técnicas X

35 Combinação inter-técnicas SINEX Coordenadas Velocidades Parâmetros de Orientação da Terra Parâmetros de Nutação

36 Combinação inter-técnicas Softwares: Bernese, Globak, GIPSY- Oasis II, GeoLab, entre outros. RNAACs Soluções individuais (coordenadas e velocidades): SINEX Combinação semanal (EQN) Centros Globais

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39 Quanto ao tipo de técnica: C – combinação de técnicas; D – DORIS; L – SLR; M – LLR; P – GNSS *(Para versões > versão 1.00); R - VLBI;

40 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

41 Apresentação Considerações Iniciais Objetivos Revisão Bibliográfica Metodologia e Estratégia de ação Resultados Esperados Plano de atividades Referências

42 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

43 Apresentação Considerações Iniciais Objetivos Revisão Bibliográfica Metodologia e Estratégia de ação Resultados Esperados Plano de atividades Referências

44 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)

45 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.

46 Apresentação Considerações Iniciais Objetivos Revisão Bibliográfica Metodologia e Estratégia de ação Resultados Esperados Plano de atividades Referências

47 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.

48 Plano de Atividades

49 Apresentação Considerações Iniciais Objetivos Revisão Bibliográfica Metodologia e Estratégia de ação Resultados Esperados Plano de atividades Referências

50 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, BERNHARDT, P. A. Eye on the Ionosphere. GPS Solut (2005) 9: 174–177. DOI /s Springer-Verlag, FERLAND, R. IERS SINEX Combination Campaingn: First Results at NRCan. IERS Technical Note, No. 30, FERLAND, R. TRF Combination at NRCan: Status Report. IERS Technical Note, No. 30, 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, GAMBIS, D. DORIS and the determination of the Earths polar motion. J. Geod. (2006) 80: 649– 656 DOI /s y. Springer-Verlag 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, HERRING, T.A., KING, R.W., MCCLUSKY, S.C. Geodetic Constraints on Interseismic, Coseismic, and Postseismic Deformation in Southern California Disponível em:. Acesso: (02/02/07).http://www.scec.org/research/97research/97herringkingetal.html 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, INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA (IBGE). O sistema de referência SIRGAS Belo Horizonte: IBGE, 2003b. INTERNATIONAL DORIS SERVICE (IDS). DORIS tracking network. Disponível em: Acesso: (07/04/07).http://ids.cls.fr/html/doris/sitelog.php3

51 INTERNATIONAL EARTH ROTATION AND REFERENCE SYSTEMS SERVICE (IERS). Combination Centres. Annual Report, INTERNATIONAL EARTH ROTATION AND REFERENCE SYSTEMS SERVICE (IERS). The international celestial reference system and frame. ICRS Center Report for 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 Frankfurt: IERS, 2006b. INTERNATIONAL EARTH ROTATION AND REFERENCE SYSTEMS SERVICE (IERS). ITRF News. Disponível em: Acesso: (02/02/07).http://itrf.ensg.ign.fr/ INTERNATIONAL GNSS SERVICE (GNSS). Formerly the International GPS Service. IGS Central Bureau Disponível em:. Acesso: (07/04/07).http://igscb.jpl.nasa. gov/network/list.html 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, MACDONALD OBSERVATORY. Disponível em: . NASA Space Sensors and Instruments Technology, Satellite Laser Ranging. Disponível em : Acesso: (07/04/07).http://ilrs.gsfc.nasa.gov/ilrs_home.html 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 , 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 , 2005c.

52 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 , NOLL, C; DUBE, M. THE DORIS DATA CENTER AT THE CDDIS. Disponível em:. Acesso: (07/04/07).cddis.gsfc.nasa.gov/docs/dorisdays2000_paper.pdf 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, 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, Disponível em:. Acesso: (07/04/07).http://www.abecsat. com.br/Franquia/AdministradorConteudo/uploads/IBGE%20-% pdf ROTHACHER, M. Towards a rigorous combination o space geodetic techniques. IERS Technical Note, No. 30, SEEBER, G. Satellite Geodesy: foundations, methods, and applications. Berlin; New York: de Gruyter, 1993.


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