Na aula anterior estudamos os sistemas de referência terrestre e celeste e vimos que a Geodésia Espacial precisa relacionar objetos e fenômenos associados à Terra com objetos e direções definidos no espaço.
No lado terrestre dessa relação, aparecem duas siglas fundamentais:
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E
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Esses dois termos são frequentemente utilizados em textos de Geodésia, GNSS, geodinâmica e posicionamento de alta precisão. Entretanto, é importante compreender que eles não representam a mesma coisa.
O ITRS corresponde a um sistema de referência terrestre internacional, ou seja, uma estrutura conceitual definida por convenções e propriedades específicas. O ITRF corresponde à realização prática desse sistema.
A distinção fundamental pode ser resumida como:
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Ou, especificamente:
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Essa diferença é essencial porque a Geodésia não trabalha apenas com definições matemáticas abstratas. Para determinar a posição de uma estação GNSS real, é necessário materializar essas definições por meio de uma rede de pontos observados na superfície terrestre.
Nesta aula estudaremos como isso é feito.
Aula 07 – ITRS, ITRF e realizações dos sistemas de referência
1. O problema fundamental: definir não é materializar
Imagine que desejamos construir um sistema cartesiano tridimensional.
Podemos estabelecer:
- Uma origem;
- A direção do eixo X;
- A direção do eixo Y;
- A direção do eixo Z;
- Uma unidade de comprimento;
- Uma escala;
- Regras para sua evolução temporal.
Matematicamente, o sistema estará definido.
Mas ainda não saberemos, por exemplo, quais são as coordenadas de uma estação geodésica instalada em Teresina, Brasília, Santiago ou Tóquio.
Temos, portanto:
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Mas ainda precisamos de:
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Essa é precisamente a relação existente entre ITRS e ITRF.
Podemos representar:
2. Sistema de referência e referencial
Em Geodésia, encontraremos frequentemente os termos em inglês: Reference System e Reference Frame.
De maneira didática, podemos fazer a seguinte distinção:
- → Reference System: Corresponde à definição teórica. Estabelece convenções, princípios e propriedades do sistema.
→ Reference Frame: Corresponde à realização prática. Materializa o sistema por meio de coordenadas, velocidades e estações geodésicas observadas.
Portanto:
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E:
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Essa diferença conceitual será utilizada ao longo de toda a disciplina.
3. O que significa ITRS?
ITRS é a sigla para: International Terrestrial Reference System. Em português: Sistema Internacional de Referência Terrestre.
Trata-se de uma estrutura terrestre internacional destinada a fornecer uma referência comum para a representação de posições e movimentos na Terra.
Ele possui algumas características fundamentais.
O ITRS é:
- Terrestre;
- Tridimensional;
- Geocêntrico;
- Global;
- Associado ao tempo.
Em termos conceituais:
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Esses quatro elementos merecem ser analisados separadamente.
4. A origem do ITRS
A primeira propriedade fundamental é a origem.
O ITRS é um sistema: geocêntrico.
Isso significa que sua origem está associada ao centro de massa do sistema terrestre.
Essa definição considera o sistema Terra como um todo, incluindo:
- Terra sólida;
- Oceanos;
- Atmosfera.
Podemos representar:
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Essa origem é denominada, de maneira geral: geocentro.
5. Por que utilizar o centro de massa?
A escolha do centro de massa é particularmente importante em uma estrutura global.
Antigos referenciais geodésicos podiam possuir origens definidas de maneira a proporcionar melhor adaptação do elipsoide a uma determinada região.
Em um sistema internacional global, a lógica é diferente. Deseja-se uma estrutura:
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Capaz de representar posições independentemente do continente ou país.
Isso também é fundamental para a determinação de órbitas de satélites.
Um erro na localização da origem provocaria um deslocamento sistemático em toda a rede.
6. O sistema cartesiano do ITRS
As posições podem ser representadas por coordenadas cartesianas geocêntricas: X; Y; Z.
A posição de uma estação P pode ser escrita como:
Essas coordenadas são tridimensionais e têm sua origem no geocentro.
Conceitualmente, os três eixos estabelecem uma estrutura cartesiana solidária à Terra.
7. A escala do ITRS
Outra propriedade fundamental é: escala.
A unidade utilizada é o metro do Sistema Internacional de Unidades.
Pode parecer que isso resolve completamente o problema, mas em Geodésia de alta precisão a definição e a manutenção da escala são questões importantes.
Considere, por exemplo, uma distância da ordem de: 6.000 km. Ou: 6.000.000 m.
Um erro relativo de: 10-9.
Produziria: 6.000.000 × 10-9 = 0,006 m. Ou: 6 mm.
Isso mostra que uma diferença relativa aparentemente insignificante pode assumir importância em uma rede de dimensões planetárias.
8. A orientação
O sistema também precisa estabelecer a orientação dos seus eixos.
Em uma estrutura global, não basta definir a origem.
É necessário saber:
- Para onde aponta o eixo Z;
- Como é estabelecida a orientação do eixo X;
- Como o eixo Y completa o sistema.
Essas orientações precisam permanecer estáveis dentro das convenções adotadas.
Caso contrário, uma rotação artificial do próprio referencial poderia ser interpretada como movimento real das estações.
Assim:
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Um bom referencial deve minimizar e controlar o segundo componente.
9. A evolução temporal
Esse é um dos aspectos mais importantes da Geodésia contemporânea.
A Terra: não é rígida.
E sua superfície: não é estática.
Consequentemente, as estações que materializam um referencial terrestre também se movimentam.
Portanto, não devemos pensar:
Y = constante
Z = constante
Mas:
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10. Por que as coordenadas mudam?
Uma estação geodésica instalada sobre a superfície terrestre pode sofrer deslocamentos devido a diversos fenômenos.
Entre eles:
- Tectônica de placas;
- Terremotos;
- Deformações pós-sísmicas;
- Marés terrestres;
- Cargas oceânicas;
- Cargas atmosféricas;
- Alterações hidrológicas;
- Movimentos locais;
- Instabilidades da estrutura onde a antena está instalada.
Portanto, mesmo uma estação aparentemente imóvel está inserida em um planeta dinâmico.
11. Tectônica de placas
Um dos principais componentes da movimentação de longo prazo é o movimento tectônico.
As placas litosféricas apresentam velocidades da ordem de: mm/ano ou cm/ano.
Esses valores podem parecer pequenos.
Mas imagine uma estação com velocidade horizontal de: 25 mm/ano.
Após 10 anos: 25 × 10 = 250 mm. Ou: 25 cm.
Para posicionamento geodésico de alta precisão, essa diferença é extremamente significativa.
12. Coordenada e época
Surge então outra variável essencial: época.
Uma coordenada precisa está associada a um determinado instante.
Considere: X = 4.000.000,000 m.
Esse valor está incompleto se desejamos alta precisão e não sabemos quando ele representa a posição da estação.
Uma forma mais adequada seria: X(2020,0) = 4.000.000,000 m.
O valor: 2020,0. Representa a época da coordenada.
13. Modelo linear de movimento
Uma primeira aproximação para representar a movimentação de uma estação é:
Em que: X(t) é a posição na época desejada; X(t0) é a posição na época de referência; V é o vetor velocidade; e t - t0 é o intervalo de tempo.
14. Representação tridimensional
Podemos escrever:
E:
Assim:
Y(t) = Y0 + VY(t-t0)
Z(t) = Z0 + VZ(t-t0)
Portanto, uma estação geodésica moderna não é caracterizada apenas por três coordenadas. Podemos pensar em:
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15. Exemplo de propagação temporal
Considere uma estação que possua: X(2020,0) = 4.000.000,000 m. E: VX = 0,020 m/ano.
Desejamos determinar a componente X na época: 2026,0.
Primeiro:
Aplicando:
Temos:
Logo:
A diferença foi: 0,120 m ou: 12 cm.
A estação não mudou de identidade. Mudou sua posição com o tempo.
16. A grande consequência
A partir desse ponto, uma informação geodésica de alta precisão deve ser interpretada considerando três elementos:
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Isso é muito mais completo do que simplesmente informar:
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Uma coordenada isolada pode ser matematicamente correta e, ainda assim, ser utilizada de maneira geodeticamente inadequada.
17. O que é o ITRF?
Agora podemos avançar para: ITRF
ITRF significa: International Terrestrial Reference Frame.
O ITRF é a realização do ITRS. Portanto:
Enquanto o ITRS estabelece a definição conceitual, o ITRF fornece uma estrutura utilizável na prática.
18. Como o ITRF materializa o ITRS?
O ITRF é construído a partir de uma rede mundial de estações geodésicas.
Essas estações possuem:
- Coordenadas;
- Velocidades;
- Séries temporais;
- Informações sobre descontinuidades;
- Dados provenientes de diferentes técnicas da Geodésia Espacial.
Assim:
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Essa é uma simplificação conceitual útil, embora a solução real seja matematicamente muito mais complexa.
19. O ITRF não é apenas uma tabela
É importante evitar a interpretação de que o ITRF seria simplesmente um arquivo contendo: X; Y; Z.
De várias estações.
Na prática, o referencial depende de:
- Processamento de séries temporais;
- Combinação de técnicas;
- Estimação de velocidades;
- Tratamento de descontinuidades;
- Modelagem de movimentos;
- Definição de origem;
- Definição de escala;
- Definição de orientação.
Portanto:
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20. As técnicas utilizadas no ITRF
A realização do ITRF utiliza quatro grandes técnicas da Geodésia Espacial:
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Essas técnicas possuem características diferentes e fornecem contribuições complementares para o referencial.
21. GNSS
O GNSS possui uma das maiores redes globais de observação contínua.
As estações GNSS permitem produzir séries temporais de coordenadas e estimar velocidades com elevada precisão.
Podemos pensar na contribuição do GNSS como fortemente associada a:
- Densidade da rede;
- Posição tridimensional;
- Séries temporais;
- Velocidades.
Isso torna o GNSS fundamental para a manutenção moderna dos referenciais terrestres.
22. VLBI
A VLBI foi apresentada na aula anterior.
Ela utiliza radiotelescópios separados por grandes distâncias observando simultaneamente fontes extragalácticas.
A técnica possui importância especial para:
- Orientação global;
- Relação entre referencial terrestre e celeste;
- Parâmetros de orientação da Terra;
- Contribuição para a escala.
Podemos representar, de maneira simplificada:
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23. SLR
SLR significa: Satellite Laser Ranging ou rastreio de satélites por laser.
Uma estação terrestre envia um pulso laser em direção a um satélite equipado com retrorrefletores.
O pulso retorna à estação.
Mede-se o intervalo: Δt.
Como o sinal percorre o caminho de ida e volta:
Em que: c é a velocidade da luz.
24. Por que aparece o fator 2?
O laser percorre: estação → satélite e depois: satélite → estação.
Portanto, a distância total percorrida é aproximadamente: 2ρ.
Assim:
E:
Esse princípio permite obter medições extremamente precisas.
25. Importância do SLR para o referencial
O SLR apresenta elevada sensibilidade à localização do centro de massa do sistema terrestre.
Por isso possui papel particularmente importante na determinação da: Origem do referencial.
Também contribui para sua escala.
Uma associação didática útil é:
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Isso não significa que o SLR trabalhe isoladamente, mas ajuda a compreender sua contribuição particular.
26. DORIS
DORIS significa: Doppler Orbitography and Radiopositioning Integrated by Satellite.
A técnica utiliza sinais de rádio e o efeito Doppler.
Sua arquitetura difere do GNSS.
Estações terrestres transmitem sinais, que são recebidos por equipamentos instalados em determinados satélites.
As variações de frequência observadas permitem extrair informações para:
- Determinação precisa de órbitas;
- Posicionamento;
- Geodinâmica.
Podemos resumir:
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27. Por que utilizar quatro técnicas?
Uma pergunta natural seria: Se o GNSS já permite coordenadas extremamente precisas, por que utilizar outras técnicas?
Porque diferentes técnicas possuem diferentes geometrias, instrumentos, observações e sensibilidades.
Consequentemente, seus erros sistemáticos também podem ser diferentes.
Quando combinamos técnicas independentes:
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Podemos obter uma realização mais robusta do sistema terrestre.
A lógica é semelhante à redundância em uma rede geodésica:
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28. Uma visão simplificada das contribuições
Podemos resumir pedagogicamente:
| Técnica | Contribuição característica |
| GNSS | Rede densa, coordenadas e velocidades |
| VLBI | Orientação, escala e conexão com o celeste |
| SLR | Geocentro e escala |
| DORIS | Órbitas e rede geodésica complementar |
Essa tabela não deve ser interpretada como uma separação absoluta.
Na solução global, as diferentes técnicas atuam de maneira integrada.
29. O problema da combinação
Existe, entretanto, um problema.
Uma antena GNSS não ocupa exatamente o mesmo ponto físico que um radiotelescópio VLBI.
Da mesma forma, uma estação SLR possui seu próprio ponto de referência instrumental.
Então, se diferentes técnicas estão instaladas no mesmo observatório, precisamos conhecer as relações geométricas entre elas.
É aqui que aparecem os chamados: local ties.
30. Estações co-localizadas
Um local onde duas ou mais técnicas funcionam próximas recebe a denominação de: co-location site.
Por exemplo: GNSS + VLBI; GNSS + SLR; GNSS + DORIS.
Ou até combinações com mais técnicas.
Esses locais são extremamente importantes para conectar as soluções independentes.
31. Local ties
Considere uma antena GNSS e um telescópio SLR instalados no mesmo observatório.
Eles possuem pontos de referência diferentes.
Podemos determinar o vetor:
Esse vetor conecta geometricamente os dois sistemas instrumentais.
Ele pode ser determinado por levantamentos terrestres de elevada precisão.
Assim:
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32. Por que o local tie precisa ser tão preciso?
Imagine que desejamos integrar redes cujas precisões estão na ordem milimétrica.
Se o vetor que conecta os instrumentos possuir erro centimétrico, ele pode degradar a própria combinação.
Portanto: qualidade do referencial global.
Também depende da: qualidade das conexões locais.
Esse é um exemplo interessante de como um levantamento local pode participar da materialização de uma infraestrutura geodésica global.
33. A cadeia de construção do ITRF
Podemos visualizar o processo conceitualmente:
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VLBI SLR DORIS |
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A solução matemática completa é muito mais elaborada, mas esse fluxo permite compreender sua lógica geral.
34. Por que existem vários ITRF?
Até agora poderíamos imaginar que bastaria construir um ITRF e utilizá-lo indefinidamente.
Mas encontramos nomes como:
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ITRF2005 ITRF2008 ITRF2014 ITRF2020 |
Por que existem várias realizações?
Porque a Terra continua sendo observada.
Com o passar dos anos:
- Novas observações são acumuladas;
- Novas estações entram nas redes;
- Outras deixam de operar;
- Terremotos ocorrem;
- Instrumentos são substituídos;
- Séries temporais tornam-se maiores;
- Modelos físicos melhoram;
- Metodologias de processamento evoluem.
Assim, novas realizações podem representar o ITRS com maior qualidade.
35. Um sistema, várias realizações
Podemos organizar: ITRS
E abaixo:
ITRF2005
ITRF2008
ITRF2014
ITRF2020
Isso significa:
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Não significa que existam: ITRS2000, ITRS2005, ITRS2020 como sistemas independentes.
A sigla do sistema permanece: ITRS
36. O significado do número do ITRF
Aqui existe um erro conceitual muito comum.
Alguém pode imaginar: "ITRF2020 significa coordenadas válidas para o ano 2020.” Não!!
ITRF2020 é a denominação de uma realização.
O número faz parte da identificação da solução.
Ele não deve ser confundido com a época na qual uma coordenada específica é válida.
37. Realização e época são diferentes
Considere: ITRF2020. Isso informa qual realização está sendo utilizada.
Agora considere: época 2026,0. Isso informa quando a coordenada representa a posição da estação.
Portanto:
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Podemos perfeitamente ter: ITRF2020, época 2026,0.
38. A época de referência do ITRF2020
Um exemplo muito interessante ajuda a desfazer essa confusão.
Embora a realização seja denominada: ITRF2020.
Sua época de referência é: 2015,0
Portanto:
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Essa distinção é indispensável ao trabalhar com coordenadas de alta precisão.
39. Propagando uma coordenada
Suponha que uma estação possua: X(2015,0).
E velocidade: V.
Queremos sua posição na época: 2026,0.
No modelo linear:
Como:
Temos:
O referencial continua sendo ITRF2020.
O que mudou foi a época da coordenada.
40. O movimento é sempre linear?
Não.
A expressão:
É um modelo muito útil, mas simplificado.
Na realidade, séries temporais podem apresentar:
- Comportamento linear;
- Oscilações periódicas;
- Descontinuidades;
- Deformações pós-sísmicas;
- Outros movimentos não lineares.
Então uma descrição mais realista pode precisar de termos adicionais.
41. Movimentos periódicos
Algumas estações apresentam variações aproximadamente sazonais.
Podemos representar uma componente periódica por:
Em que: A é a amplitude; ω é a frequência angular; Φ é a fase.
Assim, uma representação mais completa poderia incluir:
42. Terremotos
Outra situação ocorre durante terremotos.
Imagine uma estação cuja posição evolua aproximadamente de maneira linear.
Antes do evento:
Durante um terremoto, pode ocorrer: deslocamento súbito.
Depois disso, a estação pode continuar se movimentando a partir de uma nova posição.
Assim, a série temporal pode apresentar uma: descontinuidade.
43. Deformação pós-sísmica
O terremoto também pode ser seguido por deformações que se prolongam por meses ou anos.
Portanto, nem sempre basta modelar: posição antes e posição depois.
Pode existir uma evolução pós-sísmica adicional.
Isso mostra por que referenciais modernos precisam incorporar modelos cada vez mais sofisticados de movimento das estações.
44. Uma representação mais completa
Conceitualmente, podemos escrever:
Em que: δXper(t) representa movimentos periódicos; e δXPSD(t) representa deformações pós-sísmicas.
Não é necessário aplicar essa formulação em todos os levantamentos, mas é importante compreender por que ela existe.
45. O ITRF e as séries temporais
O conceito de série temporal é fundamental.
Em vez de observarmos uma estação apenas uma vez, podemos acompanhá-la continuamente:
Isso nos permite analisar:
- Velocidade;
- Estabilidade;
- Periodicidade;
- Mudanças de comportamento;
- Descontinuidades;
- Deformações.
Assim:
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46. ITRF e Geodinâmica
O ITRF não é apenas uma infraestrutura para posicionamento.
Ele também é uma poderosa estrutura para estudar a dinâmica terrestre.
A partir das velocidades das estações podemos investigar:
- Movimentos tectônicos;
- Deformações crustais;
- Efeitos sísmicos;
- Movimentos de placas;
- Estabilidade regional.
Portanto:
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47. Comparando duas coordenadas
Imagine duas determinações para o mesmo marco: X1 e X2.
A diferença é:
Suponha que obtenhamos aproximadamente: 15 cm.
Podemos concluir imediatamente: “Uma das observações está errada.” Não!!
Antes devemos verificar:
- Qual realização foi utilizada;
- Qual é a época de cada coordenada;
- Se houve propagação temporal;
- Se as coordenadas estão no mesmo referencial;
- Se ocorreu alguma descontinuidade;
- Qual método de processamento foi utilizado.
48. Erro de levantamento ou diferença de referencial?
Esse é um problema prático importante.
Uma diferença entre duas coordenadas pode decorrer de:
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Mas também pode resultar de:
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Portanto, comparar coordenadas exige análise geodésica, e não apenas subtração numérica.
49. Transformações entre realizações
Duas realizações diferentes do ITRF podem ser relacionadas matematicamente.
Para isso podem ser utilizados parâmetros de transformação.
Em uma transformação tridimensional de similaridade, aparecem tradicionalmente:
- Três translações;
- Três rotações;
- Um fator de escala.
Ou seja:
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|
Quando consideramos a variação temporal desses parâmetros, aparecem também suas taxas.
Assim, transformações modernas podem depender explicitamente da época.
50. Transformação de Helmert
De maneira conceitual:
Em que: XA representa as coordenadas no referencial de origem; XB as coordenadas no referencial de destino; T as translações; s a variação de escala; e R as rotações.
Em aplicações modernas, os parâmetros podem possuir taxas temporais:
Esse assunto será aprofundado em aula específica sobre transformações.
51. ITRF e GNSS
Agora podemos conectar tudo diretamente ao posicionamento GNSS.
Um receptor não determina coordenadas em um espaço matemático indefinido.
As órbitas dos satélites, as estações de rastreamento e os produtos de processamento precisam estar associados a referenciais coerentes.
Portanto:
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Essa relação será fundamental quando estudarmos os referenciais próprios das constelações.
52. Os sistemas GNSS possuem referenciais próprios
As principais constelações GNSS estão associadas a sistemas ou realizações terrestres específicos.
Entre eles:
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Esses referenciais são mantidos de forma compatível ou relacionada aos referenciais internacionais modernos.
Isso permite a integração entre sistemas.
53. Multi-GNSS e referenciais
Na aula "Constelações GNSS" vimos que um receptor pode rastrear simultaneamente: GPS + GLONASS + Galileo + BeiDou.
Mas esses sistemas não surgiram originalmente de uma mesma infraestrutura geodésica.
Para combinarmos adequadamente suas observações, precisamos garantir consistência entre suas referências. Logo:
|
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Esse tema será retomado quando estudarmos especificamente os referenciais das constelações.
54. ITRF e referenciais regionais
Além dos referenciais associados às constelações GNSS, existem realizações regionais e nacionais vinculadas às estruturas internacionais.
Na América do Sul, um exemplo fundamental é: SIRGAS.
No Brasil: SIRGAS2000.
É a referência geodésica oficial utilizada no Sistema Geodésico Brasileiro.
Sua relação com o ITRF e sua época de referência serão estudadas posteriormente.
55. Global e regional
Podemos imaginar: ITRS. Como estrutura global.
Sua realização: ITRF. Fornece a base internacional.
A partir dela, diferentes estruturas regionais podem ser relacionadas:
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Entre outras.
Isso permite integrar redes nacionais e continentais em uma infraestrutura geodésica global.
56. Uma estação GNSS não é apenas um marco
Na Geodésia clássica, um marco podia ser interpretado fundamentalmente como a materialização física de um ponto.
Em uma estação GNSS permanente moderna, temos algo mais complexo.
Ela fornece continuamente:
E permite estimar:
Assim:
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|
Essa mudança representa uma transformação profunda na maneira de entender redes geodésicas.
57. O papel da época em levantamentos reais
Considere duas campanhas realizadas no mesmo ponto:
Primeira: 2020,0.
Segunda: 2026,0.
Suponha velocidade horizontal aproximada: 20 mm/ano.
Em seis anos: 20 × 6 = 120 mm.
Logo: 12 cm
Se compararmos diretamente as coordenadas sem considerar o movimento, poderemos interpretar incorretamente uma diferença real provocada pela dinâmica terrestre como um erro de levantamento.
58. A precisão determina a importância do problema
Em um levantamento cuja tolerância seja de vários metros, alguns desses efeitos podem ser irrelevantes.
Em um trabalho com exigência: ± 5 cm. Eles podem ser relevantes.
Em uma rede com exigência: ± 5 mm. São fundamentais.
Portanto:
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59. Sistema estático × Terra dinâmica
Existe aqui um princípio conceitual importante.
Precisamos de uma estrutura suficientemente estável para servir como referência.
Mas o planeta utilizado para materializá-la está continuamente se modificando.
Temos, portanto: referência estável.
Sendo construída sobre: Terra dinâmica.
A função do ITRF é justamente fornecer uma representação consistente dessa realidade dinâmica.
60. A hierarquia completa
Podemos agora construir a seguinte sequência:
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Define o sistema.
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Fornecem observações.
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Integra técnicas e redes.
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Realiza o sistema.
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Descreve estações.
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Fornece a posição em determinada época.
61. Principais erros conceituais
Alguns equívocos devem ser evitados.
Erro 1
“ITRS e ITRF são a mesma coisa.”
Não!!
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Erro 2
“ITRF2020 significa coordenadas na época 2020.”
Não!!
O número identifica a realização.
Erro 3
“Uma estação ITRF tem coordenadas fixas.”
Não necessariamente.
Sua posição varia com o tempo.
Erro 4
“ITRF é obtido apenas por GNSS.”
Não.
É uma solução que integra várias técnicas de Geodésia Espacial.
Erro 5
“Se duas coordenadas do mesmo ponto são diferentes, uma delas está errada.”
Não necessariamente.
Pode haver diferença de época, realização ou movimento físico.
62. Um exemplo completo
Imagine uma estação P com: X0 = 4.100.000,000 m; Y0 =-3.200.000,000 m; Z0 = -3.600.000,000 m.
Na época: 2015,0.
E velocidades: VX = 0,012 m/ano; VY = -0,008 m/ano; VZ = 0,004 m/ano.
Queremos a posição em: 2025,0.
O intervalo é: Δt = 10 anos.
Logo:
Para Y:
Para Z:
Portanto:
63. O que esse exemplo demonstra?
Nenhuma nova observação precisou ser realizada para o exemplo teórico.
Conhecíamos: X(t0).
E: V.
E propagamos a posição para outra época.
Isso demonstra a importância de associar às estações: posição e velocidade.
Entretanto, em aplicações reais, é necessário considerar se o modelo linear continua válido no intervalo analisado.
64. Quando não devemos simplesmente propagar?
Devemos ter cuidado caso tenham ocorrido:
- Terremotos;
- Substituição de antena;
- Alteração do monumento;
- Deformações locais;
- Comportamento não linear significativo;
- Mudanças documentadas na série temporal.
Nessas situações, uma única velocidade pode não representar adequadamente toda a história da estação.
65. Por que tudo isso importa para um engenheiro?
Pode parecer que ITRS e ITRF sejam assuntos restritos à Geodésia global.
Mas eles influenciam diretamente:
- Posicionamento GNSS;
- Estações de referência;
- Processamento de linhas de base;
- PPP;
- Redes RTK;
- Integração de campanhas;
- Comparação de coordenadas;
- Transformação entre referenciais;
- Implantação de redes geodésicas;
- Monitoramento de deformações.
Portanto, compreender ITRF não é apenas compreender uma convenção internacional.
É compreender a infraestrutura sobre a qual grande parte do posicionamento geodésico moderno está construída.
66. Síntese da aula
A principal distinção desta aula é:
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O ITRS define um sistema terrestre internacional.
Ele estabelece:
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O ITRF materializa esse sistema.
Sua construção utiliza principalmente:
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E resulta em uma rede mundial caracterizada por:
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Como a Terra é dinâmica:
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E, em uma aproximação linear:
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Por isso:
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Formam um conjunto inseparável em aplicações geodésicas de alta precisão.
Conclusão
O desenvolvimento dos referenciais terrestres internacionais representa uma das bases da Geodésia moderna. O ITRS fornece a definição de uma estrutura terrestre global, geocêntrica, tridimensional e temporalmente consistente. O ITRF transforma essa definição em uma infraestrutura observável e utilizável por meio de uma rede internacional de estações geodésicas.
A utilização conjunta de GNSS, VLBI, SLR e DORIS permite estabelecer origem, escala, orientação e evolução temporal com precisão compatível com as aplicações científicas e geodésicas contemporâneas.
Entretanto, a característica mais importante talvez seja reconhecer que a Terra não é estática.
Uma estação possui uma posição em determinada época e pode apresentar velocidade, movimentos sazonais, deformações pós-sísmicas e outras variações.
Assim, o conceito tradicional de um ponto geodésico com coordenadas absolutamente fixas precisa ser substituído por uma interpretação dinâmica:
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Essa compreensão será essencial para avançarmos no estudo dos referenciais utilizados pelos sistemas GNSS e, posteriormente, para compreender a relação entre estruturas internacionais e referenciais adotados no Brasil, como o SIRGAS2000.
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