Analysis of GNSS network reliability and repeatability of baselines

Nesse attigo é aplicado o controle de qualidade em uma rede GNSS através da teoria de confiabilidade convencional, analisando a melhora da confiabilidade da rede a partir da inclusão de linhas-base repetidas. Após o ajustamento por mínimos quadrados da rede original são calculadas as medidas de confiabilidade para a rede: o número de redundância local, número de absorção, a confiabilidade interna, externa e razão tendência-ruído. A escolha da linha-base a ser repetida na rede é realizada a partir da análise de qual observação possui menor valor de número de redundância local. Identificado essa observação verifica-se a qual linha-base pertence e essa linha-base é repetida na rede com novas observações GNSS. O ajustamento é realizado novamente, bem como o cálculo das medidas de confiabilidade. Esse procedimento é repetido cinco vezes, quando se verifica a estabilização dos resultados. A rede GNSS é constituída de estações da RBMC, com dois pontos de controle e onze linhas-base. Analisando os valores máximos de confiabilidade interna, a diminuição ocorrida entre o primeiro e o último cenário foi de 6 milímetros. Com relação aos resultados para os valores máximos de confiabilidade externa, a diminuição ocorrida entre o primeiro e o último cenário foi de 2,3 centímetros. Com relação aos menores valores de número de redundância encontrados verificou-se a diferença de 0,243 entre o primeiro e o ultimo cenário.This paper describes the application of quality control in a GNSS (Global Navigation Satellite System) network based on the conventional reliability theory, analyzing the improvement of the reliability of the network from including repeated baselines, after adjustment by least squares network, compute measures of reliability for the network: the redundancy number, internal and external reliability and bias to noise-ratio. The choice of the baseline to be repeated on the network was made based. On the analysis of observation which had the lowest number of local redundancy. Once identified the observation is verify to which baseline this observation belong and this baseline is repeated in the GNSS network. The adjustment is realized again, and the calculating measures of reliability. This procedure was repeated five times, when it was found stabilized results. The original GNSS network used consisted of six vertices (RBMC stations: ILHA, SJRP, SPAR, PPTE, OURI e ROSA), two control points and eleven baselines. Analyzing the maximum values of internal reliability, the decrease occurred between the first and the last scenario was 6 mm. Regarding the results for the maximum values of external reliability, the decrease occurred between the first and the last scenario was 2.3 centimeters. For smaller values of nunber of redundancy found it was found a difference of 0.243 between the first and the last scenario

Determinação e avaliação de geoide para o município de Porto Alegre/RS (GEOIDEPOA2016)

Conhecer a altitude de um ponto é muito importante em diversas aplicações, como a implantação de uma rede de água ou para determinar se certa área está sujeita à inundação por exemplo. Esta altitude, altitude ortométrica, está referenciada ao nível médio do mar e é determinada a partir do transporte de um ponto com altitude conhecida até o ponto o qual se deseja saber a altitude. O geoide, é a superfície que representa o nível médio do mar e o seu cálculo tem sido objeto dos geodesistas há muito tempo. Devido a irregularidade da forma da Terra, utiliza-se uma figura matemática para representar a Terra, o elipsoide, onde são realizados os cálculos matemáticos. Ao elipsoide está relacionada a altitude geométrica, a qual é determinada utilizando receptores do sistema global de posicionamento por satélite. A altitude ortométrica e a altitude geométrica, relacionam-se através da ondulação geoidal, a qual é a separação geoide-elipsoide. O transporte das altitudes ortométricas exige uma densa rede com altitudes conhecidas, o que é algo difícil de ocorrer em países de dimensões continentais como o Brasil. Uma das soluções encontradas é cálculo de geoides com precisão que atenda as necessidades na determinação da altitude ortométrica. Este trabalho calculou um geoide para o município de Porto Alegre e foi avaliado a partir das alturas geoidais obtidas do posicionamento GNSS sobre referencias de nível (RRNN) as quais possuem precisão milimétrica. No cálculo do geoide utilizou-se o modelo geopotencial global EGM2008 de grau 360, para a representação dos longos comprimentos de onda; e observações gravimétricas terrestres, totalizando 277 pontos distribuídos por todo o munícipio. Para o cálculo do geoide utilizou-se da integral de Stokes, resultando em um geoide com resolução de 3” x 3” e erro médio quadrático de 7,7 centímetros. Em uma segunda fase o geoide (GEOIDEPOA2016) foi avaliado em relação ao modelo de ondulação geoidal oficial do Brasil, o MAPGEO2015 e seu antecessor, o MAPGEO2010, assim como com o modelo de alturas geoidais o qual a prefeitura municipal de Porto Alegre (NPMPA) possui. Os modelos de alturas geoidais que apresentaram melhores resultados para determinar a altitude ortométrica foram o GEOIDEPOA2016 e o NPMPA, com erro médio quadrático de 7,7 e 8,1 centímetros respectivamente.The knowledge of an altitude point is very important in several applications, such as the implantation of a water network or to determine if a certain area is subject to flooding for example. This altitude, ortometric altitude, is referenced to the mean sea level and is determined from the transport of a point with known altitude to the point where the altitude is desired. The geoid is the surface that represents the average level of the sea and its calculation has long been object of the geodesists. Due to the irregularity of the shape of the Earth, a mathematical figure is used to represent the Earth, the ellipsoid, where the mathematical calculations are performed. The ellipsoid is related to geometric altitude, which is determined using receivers of the global satellite positioning system. The orthometric altitude and the geometric altitude are related through the geoidal undulation, which is the geoid-ellipsoid separation. The transportation of orthometric altitudes requires a dense network with known altitudes, which is difficult to achieve in countries with continental dimensions such as Brazil. One of the solutions found is accurately calculating geoids that meet the needs in determining orthometric altitude. This work calculated a geoid for the municipality of Porto Alegre and was evaluated from the geoid heights obtained from the GNSS positioning on level references (RRNN) which have millimetric precision. In the calculation of the geoid, the EGM2008 global geopotential model was used for the representation of the long wavelengths with terrestrial gravimetric observations, totaling 277 points distributed throughout the municipality. For the calculation of the geoid was used of the integral of Stokes, resulting in a geoid with resolution of 3 "x 3" and RMS 7.7 centimeters. In a second phase the geoid (GEOIDEPOA2016) was evaluated in relation to the Brazil official geoidal model, MAPGEO2015 and its predecessor, MAPGEO2010, as well as the geoid heights model, which the municipal government of Porto Alegre (NPMPA) has. The geoid heights models that presented the best results to determine the orthometric altitude were GEOIDEPOA2016 and NPMPA, with a RMS 7.7 and 8.1 cm respectively

Determinação e avaliação de geoide para o município de Porto Alegre/RS (GEOIDEPOA2016)

Conhecer a altitude de um ponto é muito importante em diversas aplicações, como a implantação de uma rede de água ou para determinar se certa área está sujeita à inundação por exemplo. Esta altitude, altitude ortométrica, está referenciada ao nível médio do mar e é determinada a partir do transporte de um ponto com altitude conhecida até o ponto o qual se deseja saber a altitude. O geoide, é a superfície que representa o nível médio do mar e o seu cálculo tem sido objeto dos geodesistas há muito tempo. Devido a irregularidade da forma da Terra, utiliza-se uma figura matemática para representar a Terra, o elipsoide, onde são realizados os cálculos matemáticos. Ao elipsoide está relacionada a altitude geométrica, a qual é determinada utilizando receptores do sistema global de posicionamento por satélite. A altitude ortométrica e a altitude geométrica, relacionam-se através da ondulação geoidal, a qual é a separação geoide-elipsoide. O transporte das altitudes ortométricas exige uma densa rede com altitudes conhecidas, o que é algo difícil de ocorrer em países de dimensões continentais como o Brasil. Uma das soluções encontradas é cálculo de geoides com precisão que atenda as necessidades na determinação da altitude ortométrica. Este trabalho calculou um geoide para o município de Porto Alegre e foi avaliado a partir das alturas geoidais obtidas do posicionamento GNSS sobre referencias de nível (RRNN) as quais possuem precisão milimétrica. No cálculo do geoide utilizou-se o modelo geopotencial global EGM2008 de grau 360, para a representação dos longos comprimentos de onda; e observações gravimétricas terrestres, totalizando 277 pontos distribuídos por todo o munícipio. Para o cálculo do geoide utilizou-se da integral de Stokes, resultando em um geoide com resolução de 3” x 3” e erro médio quadrático de 7,7 centímetros. Em uma segunda fase o geoide (GEOIDEPOA2016) foi avaliado em relação ao modelo de ondulação geoidal oficial do Brasil, o MAPGEO2015 e seu antecessor, o MAPGEO2010, assim como com o modelo de alturas geoidais o qual a prefeitura municipal de Porto Alegre (NPMPA) possui. Os modelos de alturas geoidais que apresentaram melhores resultados para determinar a altitude ortométrica foram o GEOIDEPOA2016 e o NPMPA, com erro médio quadrático de 7,7 e 8,1 centímetros respectivamente.The knowledge of an altitude point is very important in several applications, such as the implantation of a water network or to determine if a certain area is subject to flooding for example. This altitude, ortometric altitude, is referenced to the mean sea level and is determined from the transport of a point with known altitude to the point where the altitude is desired. The geoid is the surface that represents the average level of the sea and its calculation has long been object of the geodesists. Due to the irregularity of the shape of the Earth, a mathematical figure is used to represent the Earth, the ellipsoid, where the mathematical calculations are performed. The ellipsoid is related to geometric altitude, which is determined using receivers of the global satellite positioning system. The orthometric altitude and the geometric altitude are related through the geoidal undulation, which is the geoid-ellipsoid separation. The transportation of orthometric altitudes requires a dense network with known altitudes, which is difficult to achieve in countries with continental dimensions such as Brazil. One of the solutions found is accurately calculating geoids that meet the needs in determining orthometric altitude. This work calculated a geoid for the municipality of Porto Alegre and was evaluated from the geoid heights obtained from the GNSS positioning on level references (RRNN) which have millimetric precision. In the calculation of the geoid, the EGM2008 global geopotential model was used for the representation of the long wavelengths with terrestrial gravimetric observations, totaling 277 points distributed throughout the municipality. For the calculation of the geoid was used of the integral of Stokes, resulting in a geoid with resolution of 3 "x 3" and RMS 7.7 centimeters. In a second phase the geoid (GEOIDEPOA2016) was evaluated in relation to the Brazil official geoidal model, MAPGEO2015 and its predecessor, MAPGEO2010, as well as the geoid heights model, which the municipal government of Porto Alegre (NPMPA) has. The geoid heights models that presented the best results to determine the orthometric altitude were GEOIDEPOA2016 and NPMPA, with a RMS 7.7 and 8.1 cm respectively

Mapeamento aerofotogramétrico digital utilizando fotografias de médio formato

O aumento da população e a conseqüente ocupação desordenada do solo, principalmente nos grandes centros urbanos, demandam o emprego de políticas de controle e gestão da superfície terrestre por parte da sociedade, em especial dos setores públicos. A cartografia se ocupa em representar a Terra da maneira mais próxima da realidade, utilizando ciências e tecnologias de levantamento e representação, entre elas a Fotogrametria. Esta se baseia na extração de medidas de objetos a partir de fotografias, sendo amplamente empregada no mapeamento da superfície terrestre por utilizar métodos que permitem a obtenção de informações topográficas de maneira rápida e eficiente. A partir de fotografias aéreas são gerados produtos cartográficos que representam a área sobrevoada, podendo servir de apoio aos mais diversos tipos de projeto. Para tanto, etapas inerentes ao processo fotogramétrico devem ser executadas, como apoio geodésico de campo, fototriangulação e restituição. Ainda, é importante submeter os produtos elaborados à análise de qualidade de forma a definir em quais situações podem ser empregados. Fotografias aéreas de uma região dos municípios de Novo Hamburgo, São Leopoldo e Portão, localizados no estado do Rio Grande do Sul, foram utilizadas para a execução do processo fotogramétrico resultando nos seguintes produtos cartográficos: Anaglifo, Ortofotos e Mapa Topográfico Digital. Neste último foi efetuada a análise de qualidade segundo as instruções reguladoras e normas técnicas da cartografia nacional. Os resultados alcançados no controle de qualidade, determinaram que o PEC planimétrico da carta é classe B para escala 1:1000 e classe C para curvas de nível com eqüidistâncias de 25 metros na altimetria.The increasing population and consequent disordered occupation of the soil, especially in large urban centers, require the use of policies to control and manage the earth's surface by society, especially the public sector. The cartography is concerned to represent Earth's way closer to reality, using science and survey techniques and representation, including the Photogrammetry. This is based on the extraction of measurements of objects from photographs, being widely employed in mapping the earth's surface by using methods that allow to obtain topographical information quickly and effectively. From aerial photographs to generate cartographic products that represent the area overflown, which may serve to support various types of project. To this end, steps inherent in the photogrammetric process must be performed in support of geodetic field phototriangulation and restitution. It is still important to examine the products made at the quality analysis in order to define in which situations can be employed. Aerial photographs of a region of the municipalities of Novo Hamburgo and Sao Leopoldo, located in Rio Grande do Sul, were used for implementation of the process resulting in the photogrammetric mapping products: anaglyph, Orthophoto and Topographic Digital Charter. In the latter it was performed quality analysis according to the instructions regulatory and technical standards of national cartography. The achievements in quality control, determined that the Accuracy Standards (PEC) planimetric of the letter is a class B to class C and 1:1000 scale for contour lines with contour interval 25 meters in altitude