Nivelamento através do GPS: avaliação e proposição de estratégias

Abstract

O posicionamento através do GPS alterou profundamente a metodologia geodésica nas últimas décadas. Atualmente, as aplicações dessa técnica espacial não se limita à determinação das coordenadas geodésicas como ocorria no posicionamento clássico. O posicionamento por GPS, combinado com um modelo geoidal, proporciona a altitude ortométrica, com a precisão suficiente para várias aplicações cotidianas (mapeamento, distribuição de água, saneamento básico, irrigação, planejamento urbano, etc). Isto significa que, nessas aplicações, já é possível substituir o nivelamento tradicional pelo nivelamento por satélite com a simplicidade oferecida pelo GPS. Os objetivos principais deste trabalho, em síntese, são os seguintes: determinar a altitude ortométrica num conjunto de Referências de Nível combinando o posicionamento por GPS com um modelo geoidal do Estado de São Paulo; avaliar o nivelamento através do GPS, comparando as altitudes determinadas com as conhecidas nesses pontos; e definir estratégias para adequar o nivelamento por satélite às aplicações cotidianas. A metodologia proposta consiste em avaliar o nivelamento realizado com o GPS, por meio da análise estatística das discrepâncias entre as altitudes ortométricas determinada e conhecida em cada ponto; e definir estratégias de observação e processamento de dados GPS visando essas aplicações. Os resultados obtidos neste trabalho mostram que é possível realizar o nivelamento por satélite utilizando receptores GPS equipados com antenas de duas freqüências ou mesmo de uma freqüência e bases de comprimento até 250 km. Assim, o usuário possui alternativa para substituir o nivelamento convencional pelo nivelamento por satélite, com os benefícios da simplicidade operacional, da rapidez e do baixo custo que o GPS oferece.

The GPS positioning has deeply modified the geodetic methodology in the last decades. Currently, the applications of this space technique are not limited to the determination of the geodetic coordinates as it happened in classical positioning. The GPS positioning, combined with a geoidal model, provides the orthometric heights, with the enough precision for some daily applications (mapping, water distribution, basic sanitation, irrigation, urban planning, etc). In these applications, it is already possible to substitute the traditional levelling by the satellite levelling with the simplicity allowed by the GPS. The main objectives of this work are the following: to determine the orthometric heights in a set of leveling benchmarks by combining the GPS positioning and a gravimetric geoidal model in São Paulo state; to evaluate the GPS levelling, by comparing the obtained orthométric heights with the known ones at these points; and to define strategies to applay the satellite levelling to the daily applications. The proposed methodology consists in evaluating the GPS levelling through the statistical analysis of the discrepancies between the determined orthometric heights and the known one at each point; and to recomend strategies for observation and data processing. The results obtained in this work show that, for many applications, the GPS levelling can be accomplished, by using GPS receivers equipped with two frequencies, or even one frequency antennas, for baselines up to 250 km. So the user has an alternative to substitute the conventional levelling by the satellite levelling, with the benefits of operational simplicity, the little time consuming, and the low cost enabled by using GPS.