A determinação de coordenadas é uma das aplicações mais importantes do ajustamento de observações em Geodésia e Topografia. Em muitos levantamentos, as coordenadas de pontos desconhecidos são obtidas a partir de medições de distâncias ou projeções lineares em relação a pontos conhecidos. Neste contexto, o método paramétrico permite formular um modelo matemático no qual as observações lineares são expressas como funções das coordenadas desconhecidas.
Aula 29 – Determinação de Coordenadas a partir de Observações Lineares
Objetivos
- Compreender como coordenadas podem ser determinadas por observações lineares.
- Formular o modelo funcional paramétrico.
- Construir a matriz de coeficientes (A).
- Aplicar o MMQ para estimar as coordenadas.
- Interpretar os resultados obtidos.
1. Conceito de observações lineares
Observações lineares são medições que relacionam diretamente as coordenadas de um ponto. Exemplos:
- Projeções sobre os eixos cartesianos
- Diferenças de coordenadas
- Medições de deslocamento em um eixo
Exemplo simples:
Em que:
- XP, YP = coordenadas desconhecidas
- XA, YA = coordenadas conhecidas
2. Modelo funcional
Para uma observação linear na direção (X):
Para uma observação linear na direção (Y):
Assim, as incógnitas são as coordenadas do ponto:
3. Dados do problema
Considere um ponto (P) cujas coordenadas devem ser determinadas.
Ponto conhecido:
Observações realizadas:
4. Equações observacionais
- Observação 1
- Observação 2
- Observação 3
5. Forma matricial
Vetor das observações:
Vetor das incógnitas:
Matriz de coeficientes:
Modelo:
Em que (c) contém os termos conhecidos associados às coordenadas do ponto (A).
6. Ajustamento
Primeiro reorganizamos as equações:
Em que
6.1 Matriz transposta
6.2 Matriz normal
6.3 Segundo membro
6.4 Solução
Logo:
7. Coordenadas ajustadas
8. Resíduos
Diferenças calculadas:
- Observação 1
- Observação 2
- Observação 3
9. Interpretação
O Método dos Mínimos Quadrados ajustou as observações redundantes da coordenada (X), distribuindo os erros de forma equilibrada.
A coordenada (Y) permaneceu igual à observação, pois havia apenas uma medição nessa direção.
10. Exercício Proposto
Considere:
Ponto conhecido: A = 200,000; 150,000
Observações:
Determine as coordenadas do ponto (P).
10.1 Resposta final esperada
11. Conclusão
A determinação de coordenadas a partir de observações lineares constitui uma aplicação direta do método paramétrico. A construção do modelo funcional permite aplicar o Método dos Mínimos Quadrados para estimar as coordenadas mais prováveis do ponto desconhecido, garantindo consistência entre as observações realizadas.
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