El marco de referencia internacional y europeo. El papel ... · criado a partir de uma resoluÇÃo...

Junho 11, 2008 Valladolid 1

El marco de referencia internacional y europeo

El papel de las estaciones de referencia permanentes

João Agria Torres

Engº Geógrafo

Presentación de la Red de Estaciones GNSS de Castilla y León

Valladolid, Miércoles 11 de junio de 2008

Sub-comissão Regional Reference Frames da Associação Internacional de Geodesia

Artop, Lda.


CONTEÚDO

88MotivaMotivaççãoão

8Evolução dos sistemas de referência

8Sistemas de referência e referenciais geo-espaciais

8O projecto EUREF

8Adopção dos novos sistemas de geo-referenciação

8Notas finais


Presentación de la Red de Estaciones GNSS de Castilla y León

una plataforma tecnológica compleja que proporciona la posibilidad de realizar mediciones topográficas de gran precisión apoyándose en sistemas de navegación por satélite (GPS, GLONASS y está preparada para Galileo)

1- Motivação

Nuevo sistema de referencia oficial en España desde el 29 de agosto de 2007

apoiado no ETRS89 (datum geodésico) e suportado por técnicas geo-espaciais


REAL DECRETO 1071/2007, de 27 de julio, por el que se regula el sistema geodésico de referencia oficial en España.

El sistema de referencia ETRS89 (European Terrestrial Reference System 1989), Sistema de Referencia Terrestre Europeo 1989, ligado a la parte estable de la placa continentaleuropea, es consistente con los modernos sistemas de navegación por satélite GPS, GLONASS y el europeo GALILEO. Su origen se remonta a la resolución de 1990 adoptada por EUREF (Subcomisión de la Asociación Internacional de Geodesia, AIG, para el Marco de Referencia Europeo) y trasladada a la Comisión Europea en 1999, por lo que está siendo adoptado sucesivamente por todos los países europeos.

El objeto de este real decreto es la adopción en España del sistema de referencia geodésico global, ETRS89, sustituyendo al sistema geodésico de referencia regional ED50 sobre el que actualmente se está compilando toda la cartografía oficial en el ámbito de la Península Ibérica y las Islas Baleares, y el sistema REGCAN95 en el ámbito de las IslasCanarias, permitiendo una completa integración de la cartografía oficial española con los sistemas de navegación y la cartografía de otros países europeos.

Dado en Palma de Mallorca, el 27 de julio de 2007.JUAN CARLOS R.

1- Motivação


CAPÍTULO IDisposiciones generales y sistemas de referencia

Artículo 1. Objeto.Este real decreto regula el sistema de referencia geodésico sobre el que se debe compilar toda la información geográfica y cartografía oficial, permitiendo una completa integración de la información geográfica y de la cartografía oficial española con la de otros países europeos y com los sistemas de navegación.

Artículo 2. Ámbito subjetivo de aplicación.Este real decreto será de aplicación a la producción cartográfica e información geográfica oficiales referida a todo o parte del territorio español.

Artículo 3. Sistema de Referencia Geodésico.Se adopta el sistema ETRS89 (European Terrestrial Reference System 1989) como sistema de referencia geodésico oficial en España para la referenciación geográfica y cartográfica en el ámbito de la Península Ibérica y las Islas Baleares. En el caso de las Islas Canarias, se adopta el sistema REGCAN95. Ambos sistemas tienen asociado el elipsoide GRS80 y están materializados por el marco que define la Red Geodésica Nacional por Técnicas Espaciales, REGENTE, y sus densificaciones.

1- Motivação


CONTEÚDO

8Motivação

88EvoluEvoluçção dos sistemas de referênciaão dos sistemas de referência


8O projecto EUREF

8Adopção dos novos sistemas de georreferenciação

8Notas finais


SISTEMAS DE REFERÊNCIA ELIPSOIDAIS

8Concebidos para apoiar o desenvolvimento das Redes Geodésicas

8Sistema de eixos tri-ortogonal directo

8Origem coincidente com o centro do elipsóide de revolução

8Eixos paralelos aos do Sistema Terrestre Convencional definido pelo BIH (Bureau International de l’Heure)

2- Evolução dos sistemas de referência


DATUM GEODÉSICO CLÁSSICO

8Conjunto de parâmetros que define o posicionamento do elipsóide de referência relativamente à Terra, baseado em observações astronómicas

8Estabelecimento de um ponto origem onde são definidos:

8as coordenadas geodésicas (ϕϕϕϕ1G , λλλλ1G)

8os componentes do desvio da vertical (ξξξξ1 , ηηηη1)

8a ondulação do geóide (N1)

8um azimute geodésico (equação de Laplace)

αααα1G = αααα1A - (λλλλ1A - λλλλ1G) sen ϕϕϕϕ



OS PARÂMETROS DO DATUM

8(ϕϕϕϕ1G , λλλλ1G)fixam uma normal

8(ξξξξ1 , ηηηη1)fixam essa normal relativamente à Terra

8(N1)fixa a separação entre o elipsóide e o geóide

8(equação de Laplace)fixa a orientação

geóide

elipsóide



COORDENADAS CARTESIANAS TRIDIMENSIONAIS

X = (µµµµ + h) cos ϕϕϕϕ cos λλλλ

Y = (µµµµ + h) cos ϕϕϕϕ sen λλλλ

Z = (µµµµ (1 – e2) + h) sen ϕϕϕϕ

Meridiano localMeridiano origem

Equador

µµµµ



SISTEMA TERRESTRE INSTANTÂNEO (STI)SISTEMA TERRESTRE CONVENCIONAL (STC)

XC = XI + ZI . xp

YC = YI - ZI . xp

ZC = -XI . xp + YI . yp + ZI

xp , yp coordenadas do pólo instantâneo relativamente à CIO definida pelo BIH

GEOCENTRO



(IERS, 2007)



ADOPÇÃO DO GRS80

8Adoptado na Assembleia Geral de 1979 da Associação Internacional de Geodesia, sucedendo ao GRS67

8Destinado a representar a Terra nos seus aspectos geométricos e dinâmicos e adequado a aplicações nos domínios da geodesia, geofísica e hidrografia

8Sistema de referência oficial para os trabalhos geodésicos

8Baseado na teoria do elipsóide equipotencial



PROPRIEDADES DO GRS80

8O elipsóide equipotencial é uma superfície equipotencial

U = U0 = constante

8U – potencial gravítico normal

8A função U é determinada sem ambiguidades por 4 parâmetros independentes, qualquer que seja a distribuição de massas:

(a, b) - semi-eixos; M – massa interior; ωωωω - velocidade angular de rotação

8Inclui toda a massa da Terra e da atmosfera



• Observações de VLBI (Very Long Baseline Interferometry) permitem a monitorização de movimentos de placas

(precisão melhor que 1 cm/5000 km ou 0,002 ppm)



Rede Global VLBI (Very Long Baseline Interferometry)

(http://ivscc.gsfc.nasa.gov/)



ILRS – CONTRIBUTOS

• estudo do sistema Terra sólida - atmosfera – hidrosfera - criosfera

• apoio fundamental aos satélites altimétricos

• contribuição para a monitorização dos níveis do mar e do gelo

• dinâmica a longo prazo da Terra sólida, oceanos e atmosfera

• apoio ao estudo dos movimentos tectónicos

• contribuição para a investigação em Física fundamental



ILRS – REDE GLOBAL

(http://ilrs.gsfc.nasa.gov/)



constelação GPS



GLONASS

• Órbita circular

• Raio médio: 25 500 km

• Altitude média: 19 100 km

• Período orbital: 11h 15m

• 3 planos orbitais

• 8 satélites em cada plano

• Inclinação da órbita: 64.8º



APLICAÇÕES

�Serviços de posicionamento e navegação

�Manutenção dos referenciais globais ou regionais

�Geodinâmica

�Meteorologia (sub-produto)

�???



� Componente global: 30 satélites em 3 órbitas, infra-estrutura terrestre

� Componentes regionais: integridade e correcção

� Componentes locais: comercial, sinal adicional ...

� Segmento do utilizador: tipo de receptor e capacidade de serviço

� Centros de serviço: garantia

GALILEO: ESTRUTURA DO SISTEMA



GPS + GALILEO



CONJUNTO DE ESTAÇÕES GPS PERMANENTES (actualmente mais de 380, algumas inactivas)

IGS - INTERNATIONAL GNSS SERVICE

CRIADO A PARTIR DE UMA RESOLUÇÃO DA UGGI EM 1991 (VIENA)

INÍCIO OFICIAL DAS ACTIVIDADES EM 1994



IGS – ACTIVIDADES

• contribuição para o IERS e ITRF

•monitorização de deformações da parte sólida da Terra

•monitorização de variações da parte líquida da Terra (nível do mar, placas de gelo, etc.)

• determinação de parâmetros de rotação da Terra

• determinação de órbitas de satélites científicos

•monitorização da ionosfera



IGS – PRODUTOS

• efemérides dos satélites GPS e GLONASS

• parâmetros de rotação da Terra (EOP)

• coordenadas e velocidades das estações IGS

• informação dos relógios dos satélites GPS e das estações IGS

• estimativas de atraso zenital (zenith path delay) (troposfera)

• estimativas do conteúdo electrónico total (TEC) (ionosfera)



IGS – REDE GLOBAL

(http://igscb.jpl.nasa.gov/)



IGS – REDE EUROPEIA



IGS – REDE GLONASS



O PROBLEMA ALTIMÉTRICO

8O geóide é uma superfície equipotencial do campo gravítico terrestre que em média coincide com o nível médio do mar

8O nível do mar é bastante conveniente para a referenciaçãode altitudes, do ponto de vista prático

8As altitudes são diferenças de potencial entre o geóide e a superfície equipotencial que passa pelo ponto, expressas em números geopotenciais (cP)

cP = W – WP (m2 s-2)



Médias Anuais do Nível do Mar em CASCAIS

y = 0,0012x - 0,0282

-0.080

-0.060

-0.040

-0.020

0.000

0.020

0.040

0.060

0.080

0.100

0.120

0.140

0.160

1882

1885

1888

1891

1894

1897

1900

1903

1906

1909

1912

1915

1918

1921

1924

1927

1930

1933

1936

1939

1942

1945

1948

1951

1954

1957

1960

1963

1966

1969

1972

1975

1978

1981

1984

1987

1990

Anos

Altitudes (m)

Ponto FixoCascais - NP1:

C=13,046 56 u.g.p.

(Helena Kol)



SISTEMAS DE ALTITUDES

• Altitude ortométrica HO = cP / gm

(gm - valor médio da gravidade ao longo da vertical entre o ponto e o geóide)

•Altitude normal HN = cP / γγγγm(γγγγm - valor médio da gravidade normal ao longo da vertical normal entre o

elipsóide e o ponto onde o potencial normal é igual ao potencial real do ponto a calcular)

•Altitude dinâmica HO = cP / g0

(g0 - valor arbitrário da gravidade, em geral correspondente a 450 ou à latitude média da região)



REFERENCIAÇÃO ESPACIAL E VERTICAL

X = (µµµµ + h) cos ϕϕϕϕ cos λλλλ

Y = (µµµµ + h) cos ϕϕϕϕ sen λλλλ

Z = (µµµµ (1 – e2) + h) sen ϕϕϕϕ

Meridiano localMeridiano origem

Equador

µµµµ

h = f(ϕϕϕϕ, λλλλ)

tan λλλλ = Y / X

tan ϕϕϕϕ = (Z / Y) ((µµµµ + h) sen λλλλ) / (µµµµ (1 – e2) + h)



ONDULAÇÃO DO GEÓIDE

N - ondulação do geóideH - altitude ortométricah – altitude elipsoidal

elipsóide

geóide

Superfície terrestre



• Missão Topex/Poseidon (altimetria dos oceanos)

(CNES/NASA)

• Lançado em 1992.08.10

• Terminado em 2006.01.16

• Radar altimétrico de altafrequência (1700 Hz)

• Precisão de cerca 2 cm



(CNES/NASA)

Sistemas de

referência

Técnicas geodésicas

Campo gravítico

Rotação da Terra



CONTEÚDO

8Motivação


88Sistemas de referência e referenciais Sistemas de referência e referenciais geogeo--espaciaisespaciais

8O projecto EUREF


8Notas finais


• NECESSIDADE DE INTRODUZIR NOVOS CONCEITOS

• TÉCNICAS GEODÉSICAS ESPACIAIS BASTANTE DESENVOLVIDAS A PARTIR DOS ANOS 80

• EXIGÊNCIAS DE MAIOR PRECISÃO PELA COMUNIDADE CIENTÍFICA(GEODESIA, GEODINÂMICA, GEOFÍSICA)

• UNIFORMIZAÇÃO A NÍVEL GLOBAL

PORQUÊ?

3- Sistemas de referência e referenciais geo-espaciais


Sistema observacionalcom técnicas espaciais



SISTEMA QUE ACOMPANHA O MOVIMENTO DE ROTAÇÃO DA TERRA NO SEU MOVIMENTO DIURNO NO ESPAÇO

• DEFINIÇÃO MATEMÁTICA E FÍSICA

• SISTEMA DE EIXOS TRIDIMENSIONAL DEFINIDOS POR UMA ORIGEM, UMA UNIDADE DE COMPRIMENTO E UMA ORIENTAÇÃO

• CONSTANTES FÍSICAS ASSOCIADAS:• tempo

• velocidade de propagação da luz no vácuo

• GM

TRS - TERRESTRIAL REFERENCE SYSTEM



• Representa um espaço afim (Euclidiano)

• GEOCÊNTRICO

• Origem perto do centro de massa da Terra (actualmente alguns cm)

• Meridianos origem quase coincidentes

• QUASI-GEOCÊNTRICO

• Origem afastada algumas centenas de metros do centro de massa da Terra

• Sistemas concretizados por técnicas geodésicas terrestres

TRS - CARACTERÍSTICAS



Z1

Y1

X1

X2

Y2

Z2

(TX, TY, TZ)

RX

RY

RZ

O1

O2

RELAÇÕES ENTRE 2 SISTEMAS



PARÂMETROS DE TRANSFORMAÇÃO (BÜRSA-WOLF)

Transformação de semelhança (Helmert) no espaço

X2 = ∆∆∆∆X + ( 1 + αααα) R X1

X1 = X1 X2 = X2 ∆∆∆∆X = TXY1 Y2 TYZ1 Z2 TZ

R = 1 -RZ RYRZ 1 -RX-RY RX 1



REALIZAÇÃO DO SISTEMA DE REFERÊNCIA

• CONJUNTO DE REFERÊNCIAS GEODÉSICAS

• COORDENADAS ESTIMADAS COM BASE EM TÉCNICAS DE GEODESIA ESPACIAL

TRF - TERRESTRIAL REFERENCE FRAME



ADOPTADO EM 1991 (VIENA) PELA UGGI (União Geodésica e Geofísica Internacional)

DEFINIÇÃO, REALIZAÇÃO E PROMOÇÃO A CARGO DO IERS (sucedeu ao BIH)

(International Earth Rotation and Reference Systems Service)

ITRS - INTERNATIONAL TERRESTRIAL REFERENCE SYSTEM



O IERS tem a seu cargo o cálculo dos parâmetros de

orientação da terra:

relação entre o Pólo Celeste das Efemérides (CEP) e o pólo celeste convencional (modelo de precessão e

nutação)

coordenadas do pólo instantâneo relativamente ao Pólo Celeste das Efemérides

relação entre a velocidade de rotação real e a velocidade de

rotação média (UT1)

GEOCENTRO



• Origem no centro de massa da Terra (considerando a massa da parte sólida, da parte líquida e da atmosfera)

• Unidade de comprimento: metro (SI)

• Orientação dos eixos consistente com a definição do BIH na época 1984.0. O IRP (IERS Reference Pole) e o IRM (IERS Reference Meridian) são consistentes ao nível de 0.005´´ com as correspondentes origens do BIH; o pólo de referência foi ajustado à CIO em 1967.

• Condição de não-rotação relativamente a movimentos tectónicos (não existência de rotação residual na evolução temporal do sistema)

ITRS - DEFINIÇÃO



CONJUNTO DE REFERÊNCIAS GEODÉSICAS

COORDENADAS ESTIMADAS COM BASE EM TÉCNICAS DE GEODESIA ESPACIAL

• VLBI (Very Long Baseline Interferometry)

• SLR (Satellite Laser Ranging)

• LLR (Lunar Laser Ranging)

• GPS (Global Positioning System)

• DORIS (Doppler Orbitography RadiopositioningIntegrated by Satellite)

ITRF - INTERNATIONAL TERRESTRIAL REFERENCE FRAME



A PRECISÃO DAS ACTUAIS TÉCNICAS DE OBSERVAÇÃO PERMITE DETECTAR A

VARIAÇÃO TEMPORAL DAS COORDENADAS

AS COORDENADAS SÃO FORNECIDAS EM SOLUÇÕES DESIGNADAS POR ITRFyy

ALÉM DAS COORDENADAS, SÃO TAMBÉM ESTIMADAS AS TRANSLAÇÕES E AS

VELOCIDADES

COORDENADAS ITRF - 1



A POSIÇÃO DE UM PONTO LOCALIZADO NA SUPERFÍCIE DA TERRA SÓLIDA É EXPRESSA NA FORMA

COORDENADAS ITRF - 2

correcções devidas

a efeitos com

variação temporal

vector posição

na época t0

vector posição

na época t

vector velocidade

na época t0marés terrestrescarga oceânica

carga atmosféricaressonância pós-glaciar



ITRF2000

• orientação do ITRF2000 igual à do ITRF97• origem – SLR (centro de massa)• escala – SLR e VLBI



CO-LOCALIZAÇÕES ITRF2005

(Zuheir Altamimi, 2006)



ITRF2005ITRF2005 STATION POSITIONS AT EPOCH 2000.0 AND VELOCITIES

GPS STATIONS

DOMES NB. SITE NAME TECH. ID. X/Vx Y/Vy Z/Vz Sigmas -----------------------m/m/y---------------------

10002M006 GRASSE GPS GRAS 4581690.974 556114.744 4389360.739 0.001 0.001 0.001 10002M006 -.0139 0.0186 0.0116 .0001 .0001 .0001 13909S001 CASCAIS GPS CASC 4917536.986 -815726.310 3965857.316 0.006 0.003 0.005 13909S001 -.0069 0.0201 0.0141 .0014 .0006 .0011

ITRF2005 : Definição do DatumOrigem:Parâmetros de translação nulos na época 2000.0 e respectivas taxas de variação nulas entre o ITRF2005 e as séries temporais SLR do ILRS

Escala: Factor de escala nulo na época 2000.0 e respectiva taxa de variação nula entre o ITRF2005 e as séries temporais VLBI do IVS

Orientação: Parâmetros de rotação nulos na época 2000.0 e respectivas taxas de variação nulas entre o ITRF2005 e o ITRF2000

(http://itrf.ensg.ign.fr)



PARÂMETROS DE TRANSFORMAÇÃO ITRF2005 - ITRF2000

0.0120.0120.0120.050.30.30.3+/-

0.0000.0000.0000.08-1.80.1-0.2Taxas de variação

0.0120.0120.0120.050.30.30.3+/-

0.0000.0000.0000.40-5.8-0.80.1Parâmetros

R3 (mas)

R2 (mas)

R1 (mas)

D (10-9)

T3 (mm)

T2 (mm)

T1 (mm)



WGS84

8Evoluiu a partir do WGS72, utilizado para o sistema de satélites TRANSIT, percursor do NAVSTAR-GPS

8É um sistema geodésico de referência dinâmico, com um elipsóide de referência associado, com o mesmo nome

8O elipsóide WGS84 é praticamente coincidente com o GRS80

8O referencial associado é um conjunto de estações de rastreio do Departamento de Defesa norte-americano



DEFINIÇÃO DO SISTEMA DE COORDENADAS

8É um sistema terrestre convencional geocêntrico (ECEF)

8A orientação é consistente com a do BIH em 1984.0

Pólo de Referência do IERS

Meridiano de Referência do IERS

Centro de Massa da Terra



O REFERENCIAL ASSOCIADO AO WGS84

8A realização do sistema baseia-se num conjunto consistente de coordenadas de estações (TRF)

8O conjunto original de estações apresentava consistência nas coordenadas ao nível de 2 m; funcionou até 1994

8Em 1994 (semana GPS 730) e em 1996 (semana GPS 873)foram adoptadas novas realizações baseadas no ITRF; WGS84 (G730) e WGS84 (G873)

8Em 2002 (semana GPS 1150) foi adoptada a actual realização (G1150) baseada no ITRF2000;

8Consistência actual (49 estações) com o ITRF2000 ≈≈≈≈ 1 cm



O ELIPSÓIDE WGS84 VERSUS GRS80

3 986 005 x 108 m3 s-2GM3 986 004.418 x 108 m3 s-2GM

7 292 115 x 10-11 rad s-1ωωωω7 292 115 x 10-11 rad s-1ωωωω

108 263 x 10-8J2298. 257 223 5631/f

6 378 137 ma6 378 137 ma

GRS80WGS84



INCONSISTÊNCIAS DO WGS84 - 1

1/f

a harmónica zonal normalizada de segundo grau C 2,0 era um dos

parâmetros originais e foi substituído pelo achatamento; no

cálculo foi usado o valor do GRS80, mas devido a um erro de

truncatura o valor de 1/f foi acidentalmente modificado

C 2,0 = - J2 / √√√√ 5

J2 = 108 263 x 10-8 (factor dinâmico de forma - GRS80)

1/f = 298. 257 222 101 (GRS80)



GM

foi inicialmente usado o valor do GRS80

GM = 3 986 005*108 m3 s-2

o valor actual corresponde ao recomendado pela IAG e foi introduzido em 1994

o valor antigo é o que ainda se mantém nos receptores para não ser necessário alterar todo o software residente; por isso é também utilizado para gerar as efemérides transmitidas

INCONSISTÊNCIAS DO WGS84 - 2



CONTEÚDO

8Motivação



88O projecto EUREFO projecto EUREF


8Notas finais


Assembleia Geral da UGGI, Vancouver, 1987

constituição

Section 1 - Positioning

Commission X - Global and Regional Geodetic Networks

Assembleia Geral da UGGI, Sapporo, 2003

integração na

Commission 1 – Reference Frames

Sub-commission 1.3 - Regional Reference Frames

www.euref-iag.net

www.euref.eu

4- O projecto EUREF


Objectives and development of activities

• definition, realization and maintenance of the European Reference Systems

• cooperation with the pertinent IAG components and EuroGeographics

• use the most accurate and reliable terrestrial and space-borne techniques available

• develop the necessary scientific background and methodology

• high quality products and services

Termos de Referência (EUREF 2004, Bratislava)

4- O projecto EUREF


ORGANIZAÇÃO

Presidente e Secretário(coordenação geral e gestão)

Technical Working Group(coordenação das actividades técnicas e científicas)

Membros de (quase) todos os países Europeus8Universidades e Instituições de Investigação8Institutos Geográficos Nacionais (NMA)8...

4- O projecto EUREF


Project Euroboundaries

Memorandumof

Understanding

Memorandumof

Understanding

Project Georail

TWGRS


COMO ESTABELECER E MANTER O REFERENCIAL GEODÉSICO EUROPEU?

8um conjunto de 8estações geodésicas de referência espaciais(SLR e VLBI)

8estações GPS permanentes(EUREF Permanent Network - EPN)

8uma rede de estações geodésicas de referência de altaprecisão determinadas por várias campanhas GPS

8a combinação das Redes8Europeia Unificada de Nivelamento (UELN) 8GPS de Referência Vertical Europeia (EUVN)

4- O projecto EUREF


EUROPEAN TERRESTRIAL REFERENCE SYSTEM 89 (ETRS89)

Definição

“A Sub-comissão EUREF recomenda que o sistema a ser adoptadoseja coincidente com o ITRS na época 1989.0 e fixado à parte estávelda Placa Euro-asiática, e será designado por European Terrestrial Reference System 1989 (ETRS89)”

resolução adoptada no simpósio EUREF realizadoem Florença, 1990

4- O projecto EUREF


Realização

• usando as realizações ITRS: para cada referencial ITRFyy pode ser calculado um correspondenteem ETRS89 e designado por ETRFyy. Estão disponíveis as seguintessoluções ETRF:

• posicionamento com observações GPS (campanhas ou estações permanentes):usando as coordenadas ITRFyy mais recentes da estação e efeméridesde precisão do IGS seguindo o procedimento descrito em (Boucher andAltamimi, 2007)

39 CAMPANHAS DESDE 1990

ETRF89 ETRFyyETRF2000 ETRF2005

4- O projecto EUREF


CONCEITOS BASE

SISTEMA DE REFERÊNCIA8ETRS89 roda em conjunto com a parte estável da Europa8As relações entre as estações Europeias mantêm-se

REFERENCIAL8ETRF89 é o sub-conjunto Europeu do ITRF89 (estações

SLR e VLBI)

8cada ITRF tem o correspondente ETRF

8densificação por campanhas GPS internamente em cada país ou região

8necessidade de classificar as estações de acordo com a qualidade das coordenadas

4- O projecto EUREF


1ª CAMPANHA: EUREF89 (92 estações)

4- O projecto EUREF


TABELA DE CAMPANHAS EUREF - 1

R1 - Bad Neuenahr – Ahrweiler 1998Malta 96

R1 - Bad Neuenahr – Ahrweiler 1998FYROM 96

R1 - Bad Neuenahr – Ahrweiler 1998Iberia 95

R1 - Ankara 1996GB points replaced by EUREF GB2001EUREF-EIR/GB95

R1 - Ankara 1996Some points replaced by EUREF-Austria-2002EUREF-A94/95

R1 - Ankara 1996EUREF-Iceland93

R1 - Ankara 1996EUREF-BG92/93

R1 – Ankara 1996CH92/93

R1 - Helsinki 1995EUREF-DK94

R1 - Helsinki 1995Croatian points replaced by EUREF-CRO-94/95/96EUREF-CRO/SLO94

R1 - Helsinki 1995EUREF-LUXBD94

R1 - Helsinki 1995EUREF-Cyprus93

R1 - Helsinki 1995Replaced by EUREF GB2001EUREF-GB92

R1 - Warsaw 1994EUREF-D/NL 93

R1 - Warsaw 1994Replaced by EUREF-POL-2001EUREF-POL 92

R1 - Warsaw 1994Some H points replaced by EUREF-Hungary-2002S points replaced by EUREF-Slovakia-2001

EUREF-CS/H 91

R2 - Budapest 1993Class C - Estonian points replaced by EUREF-Estonia-1997

EUREF 1992 Baltic States

R1 - Berne 1992Class CEUREF 89

ADOPÇÃOCOMENTÁRIOSCAMPANHA

4- O projecto EUREF


TABELA DE CAMPANHAS EUREF - 2

R1 - Riga 2006Combined EUREF-BG92/93, previously accepted in 1996 EUREF-BG-2004

R1 - Bratislava 2004Re-processing; previously accepted in 2002 EUREF-GB-2001

R1 - Riga 2006Only points from Latvia and Lithuania in the database EUREF-NKG-2003

R1 - Bratislava 2004EUREF-Armenia- 2002

R1 - Toledo 2003Old points deleted from the databaseEUREF-Hungary-2002

R1 - Toledo 2003Old points deleted from the databaseEUREF-Austria-2002

R1 - Toledo 2003Old points deleted from the databaseEUREF-POL-2001

R1 - Toledo 2003Old points deleted from the databaseEUREF-Slovakia-2001

R1 - Ponta Delgada 2002Old points deleted from the database Re-processing in 2004

EUREF GB2001

R1 - Dubrovnik 2001Old points deleted from the databaseEUREF-CRO-94/95/96

R1 - Tromsoe 2000EUREF-Balear-98

R1 - Tromsoe 2000Old points deleted from the databaseEUREF-SWEREF-99

R1 - Tromsoe 20003 points in Ukrania not included (bad quality) Moldavia-99

R3 - Prague 1999Wait for publication due to political reasonsEUREF-Balkan-98

R2 - Prague 1999Subset of points (EUREF 1992 no longer acceptable)EUREF-Estonia-1997

R2 - Prague 1999Subset of pointsEUREF-FIN-96/97

R1 - Prague 1999EUVN97

R2 - Bad Neuenahr – Ahrweiler 1998Subset of pointsEUREF-NOR94/NOR95

ADOPÇÃOCOMENTÁRIOSCAMPANHA

4- O projecto EUREF


COBERTURA DAS

CAMPANHAS

extensão e densificação

(actualizado de Seeger et al., 1998)

•EUREF 1989 - 2007

4- O projecto EUREF


REALIZAÇÃO DO ETRS89

• Exprimir em ITRFYY na época central (tc) das observaçõespertinentes

• Exprimir em ETRS89 usando 14 parâmetros de transformação(alguns deles são nulos)

Posições

Velocidades

(Altamimi, Z., 2007)

4- O projecto EUREF


ROTAÇÃO DA PLACA EURO-ASIÁTICA EM ITRFYY


4- O projecto EUREF


MODELO DE TRANSFORMAÇÃO

X (S0) = X(S1) + T(S1) + R X(S1) ∆∆∆∆ t

X (S0) - coordenadas em ETRS89

X(S1) - coordenadas em ITRS (ITRFyy) na época de observação

T(S1) - translação entre ITRFyy e ITRF89

R - rotação para 1989.0 (movimento da placa Euro-asiática)

∆∆∆∆ t - diferença de tempo entre a época de observação e 1989.0

4- O projecto EUREF


PARÂMETROS

T(S1)8estimado a partir da definição das realizações ITRF8calculado em estações EUREF

R8estimada a partir do modelo NNR-NUVEL (diferentes abordagens

de acordo com as realizações do ITRS até ITRF97)8estimada a partir da soluções ITRF2000 e ITRF2005

0 -R3 R2

R3 0 -R1

-R2 R1 0

4- O projecto EUREF


COMPONENTES DO VECTOR TITRFyy ETRF89 (ETRS89)

-4.8 ±0.45.1 ±0.45.4 ±0.42000

-3.7 ±0.44.8 ±0.45.6 ±0.42005

-4.9 ±0.44.1 ±0.44.1 ±0.497

-4.9 ±0.44.1 ±0.44.1 ±0.496

-4.9 ±0.44.1 ±0.44.1 ±0.494

-2.1 ±0.55.3 ±0.51.9 ±0.493

-3.7 ±0.64.0 ±0.53.8 ±0.592

-3.7 ±0.82.5 ±0.82.1 ±0.891

-2.3 ±0.72.8 ±0.71.9 ±0.790

00089

T3 (cm)T2 (cm)T1 (cm)ITRF

4- O projecto EUREF


COMPONENTES DA MATRIZ RITRFyy ETRF89 (ETRS89)

-0.000792±0.000026

0.000490±0.000008

0.000081±0.000021

2000

-0.000781±0.000011

0.000518±0.000006

0.000054±0.000009

2005

-0.00065 0.000500.0002097

-0.00065 0.000500.0002096

-0.00065 0.000500.0002094

-0.00067 0.000780.0003293

-0.00068 0.000520.0002192

-0.00068 0.000520.0002191

-0.00071 0.000570.0002190

-0.00071 0.000570.0002189

R3 (´´/ano)R2 (´´/ano)R1 (´´/ano)ITRF

4- O projecto EUREF


REDE DE ESTAÇÕES GNSS EUREF (EPN)

8TEVE INÍCIO EM 1995 E CONTA ACTUALMENTE COM CERCA DE 200 ESTAÇÕES

8CONJUNTO DE ESTAÇÕES GPS QUE OPERAM SEGUNDO OS PADRÕES DO IGS

8DENSIFICAÇÃO DO IGS NA EUROPA (50% INTEGRADA NO IGS)

8É UM IGS REGIONAL NETWORK ASSOCIATE ANALYSIS CENTER (RNAAC) DESDE 1996

8CONTRIBUIÇÃO PARA A REALIZAÇÃO DO ITRS (ITRF2000 e ITRF2005 – global e densificação regional)

4- O projecto EUREF


� Estações GNSS de observação contínua

� Centros de Dados que proporcionam acesso àsobservações

� Centros de Análise que calculam as coordenadas e sub-produtos

� Centro de Combinação

� EPN Central Bureau (C. Bruyninx, Bélgica)

COMPONENTES

4- O projecto EUREF


204 estações permanentes (1 inactiva)


CENTROS DE DADOS

4- O projecto EUREF


CENTROS DE

ANÁLISE

4- O projecto EUREF


Tempo-real

Horário

Diário

(Bruyninx, C., 2007)

4- O projecto EUREF


RTCMRAW RTIGS

ACOR0 ALAC0 ALME0

BELL0 BOGI0 BORJ0

BRUS0 BUCU0 BUTE1

BZRG0 CACE0 CAGZ0

CANT0 CASC0 COBA0

CREU0 DARE0 DRES0

GANP0 GOPE0 GRAZ0

HERT0 HFLK0 HOE20

IENG0 INVE0 JOZ20

KARL0 KIR00 KRAW0

LPAL0 MALA0 MALL0

MAR60 METS0 ONSA0

PADO0 PENC1 RIOJ0

ROVE0 SALA0 SASS0

SOFI0 TORI0 TUBO0

UNPG0 UNTR0 VALE0

VIGO0 WARN0 WROC0

ZARA0 ZIMM0 (53)

(Bruyninx, C., 2007)

estações que difundem

dados em tempo-real

4- O projecto EUREF


• Em Nov. 2006 o IGS e a EPN passaram a usar modelos

absolutos para os centros de fase em vez dos relativos

• Antena + Campânula

• Classificação :

A. Modelos absolutos baseados em calibrações com robot

A1. Calibrações individuais: válidas for UM conjunto

antena/campânula com um NS específico

A2. Calibrações tipo: válidas para todos os conjuntos

antena/campânula de um tipo específico

B. Modelos absolutos baseados em modelos relativos (válidos

somente acima de 10° elevação, sem dependência azimutal)

ANTENA/CAMPÂNULA

4- O projecto EUREF


Calibrações absolutas

individuais (A1)


verdadeiras para um

tipo (A2)


convertidas das

relativas (B)

Não há calibração

disponível por causa da

campânulaSão usadas calibrações da

antena correspondente sem a campânula

BISK,BUDP,ESCO,HFLK,IAVH,JOZ2,KIR0,

KOSG,LAMA,MAR6,MARJ,MOPI,NSSP,NYA1,

ONSA,PFAN,SBGZ,SKE0,SMID,SODA,SPT0,

SULD,THU3,TRFB,VACO,VIL0,VIS0,WROC,

WSRT (Bruyninx, C., 2007)

4- O projecto EUREF


Velocidades EPN (ETRF2005): componente horizontal


4- O projecto EUREF



Velocidades EPN (ETRF2005): componente vertical

4- O projecto EUREF


4- O projecto EUREF


FUTURO DATUM DO EVRS

EVRS2000 • datum definido pelo nível zero level do NAP• realizado por 1 ponto na Holanda

EVRS2007• realização do datum por vários pontos distribuídos pela Europa• manter o nível do EVRS2000 através de uma cuidadosa

distribuição de pontos datum• ajustar as altitudes à solução EVRS2000 introduzindo os valores

dos pontos datum do UELN 95/98 no ajustamento livre• monitorizar a evolução do EVRS através da observação de séries

temporais em estações ECGN seleccionadas

4- O projecto EUREF


Novos dados desde 2006

anunciado para 2008

Status Maio 2006

anunciado para 2007

fornecidos

não há

REDE EUROPEIA DE NIVELAMENTO(UNITED EUROPEAN LEVELLING NETWORK - UELN)

Ajustamento em 1995/98das redes nacionais

de nivelamento fundamental

REDE UELN95/98

4- O projecto EUREF


Obtenção das relaçõesentre os diferentes

sistemas altimétricosEuropeus

Resultado

GPS-EUVN/nivelamento

4- O projecto EUREF


4- O projecto EUREF

1434 pontosGPS/nivelamento

PROJECTO EUVN_DA

(Kenyeres, A., et al, 2007)


CONTEÚDO

8Motivação



8O projecto EUREF

88AdopAdopçção dos novos sistemas de geoão dos novos sistemas de geo--referenciareferenciaççãoão

8Notas finais


16Condições de utilização: complementar

13Condições de utilização: em situações específicas

6Condições de utilização: obrigatório

6Suporte oficial: norma

10Suporte oficial: lei

9 Suporte oficial: recomendação

4 (15%)Países que irão adoptar o ETRS89

21 (78%)Países que já adoptaram o ETRS89

27Países que responderam

2 (7%)Países que não irão adoptar o ETRS89

41Países para quem foi enviado o questionário

5- Adopção dos novos sistemas de geo-referenciação


O SISTEMA PT-TM06

� Datum: ETRS89� Elipsóide: GRS80� Projecção: Gauss (Transversa de Mercator)� Ponto Central da Projecção:

• Paralelo central: 39º 40’ 5.73” N• Meridiano central: 8º 7’ 59.19” W

� Factor de escala no meridiano central: k=1� Falsa Origem:

• X = 0 m • Y = 0 m


Junho 11, 2008 Valladolid 102-150000 -100000 -50000 0 50000 100000 150000

-300000

-250000

-200000

-150000

-100000

-50000

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

5 m

-150000 -100000 -50000 0 50000 100000 150000

-300000

-250000

-200000

-150000

-100000

-50000

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

5 m

-150000 -100000 -50000 0 50000 100000 150000

-300000

-250000

-200000

-150000

-100000

-50000

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

5 m

Diferenças absolutas em x, y e vector (ETRS89/PT-TM06 menos Hayford-Gauss Datum 73)

Caracterização estatística das

diferenças entre o sistema

ETRS89/PT-TM06 e o sistema

Hayford-Gauss Datum 73

0.289-4.236-6.291Mínimo (m)

6.5962.037 4.694Máximo (m)

1.5171.4053.227Desvio-padrão (m)

3.1690.015 0.189Média (m)

vectoryx


CAPÍTULO IIOtras disposiciones

Disposición transitoria primera. Método de transformación.El Consejo Superior Geográfico deberá facilitar, a través de su página web ubicada en el portal www.fomento.es, el método de transformación entre los sistemas de referencia nuevos y antiguos, su forma de utilización y la información técnica asociada.

Disposición transitoria segunda. Compilación y publicación de la cartografía y bases de datos de información geográfica y cartográfica.

Toda la cartografía y bases de datos de información geográfica y cartográfica producida o actualizada por las Administraciones Públicas deberá compilarse y publicarse conforme a lo que se dispone en este real decreto a partir del 1 de enero de 2015. Hasta entonces, la información geográfica y cartográfica oficial podrá compilarse y publicarse en cualquiera de los dos sistemas, ED50 o ETRS89, conforme a las necesidades de cada Administración Pública, siempre que las producciones en ED50 contengan la referencia a ETRS89.

Disposición transitoria tercera. Obligación de inscripción en el Registro Central de Cartografía.

A partir del 1 de enero de 2012 no podrá inscribirse en el Registro Central de Cartografía ni incluirse en el Plan Cartográfico Nacional ningún proyecto nuevo que no se atenga a las especificaciones del presente real decreto.


Sistema geodésico 1 M1, P1 φ1, λ1 X1, Y1, Z1

Sistema geodésico 2 M2, P2 φ2, λ2 X2, Y2, Z2

Mi, Pi Coordenadas rectangulares planasφi, λi, hi Coordenadas geográficas e altitude elipsoidaisXi, Yi, Zi Coordenadas rectangulares espaciais

ESQUEMATIZAÇÃOh1

h2



-209.359-109.6454368966.310732267.6104368756.951732157.965FARO DE VALENCIA

N (m)E (m)N (m)E (m)N (m)E (m)

ETRS89 - ED50ED50/INTERNACIONALETRS89/GRS80NOME

ESPANHA - ETRS89/GRS80 UTM E ED50/INTERNACIONAL UTM

-84.196100.0984290412.258471893.6544290328.062471993.752" RACHADO NOVO"

-84.130100.0804283085.647474339.1074283001.517474439.187" PICO DOS PADRES"

-84.076100.0244277302.042480644.9454277217.966480744.970" MONTE BRASIL"

-84.13899.9114284079.023492759.5444283994.885492859.455" FAVAS"

-84.10599.9344280542.519490217.3214280458.413490317.255" FALEIRAS"

-84.21699.9264292864.285490794.5864292780.069490894.512" CAPARICA"

-84.237100.0524294734.000477744.1574294649.763477844.209" BISCOITOS"

-84.20899.9624291973.459487053.1524291889.251487153.114" ALMINHAS"

N (m)E (m)N (m)E (m)N (m)E (m)

ITRF93 - BASE SWBASE SW/INTERNACIONALITRF93/GRS80NOME

AÇORES - ITRF93/GRS80 UTM E BASE SW/INTERNACIONAL UTM

COMPARAÇÃO DE COORDENADAS (SISTEMA UTM)



Ilha Terceira, Açores

Diferença entre os sistemas de referência



NORMALIZAÇÃO INTERNACIONAL. PORQUÊ?

8PROPORCIONAR UMA MELHOR COMPREENSÃO E UTILIZAÇÃO DA IG

8AUMENTAR A SUA DISPONIBILIDADE, ACESSO E PARTILHA

8CONTRIBUIR PARA UMA VISÃO GLOBAL DOS PROBLEMAS ECOLÓGICOS E HUMANITÁRIOS



NOVO PARADIGMA EM NORMALIZAÇÃO

8TRADICIONALMENTE8Processo de reconhecimento e codificação do ‘status quo’ da tecnologia

8TENDÊNCIA ACTUAL

8Definição de requisitos e implementação de nova tecnologia



CARACTERÍSTICAS DAS NORMAS

8Devido à grande diversidade de aplicações da IG, as normas restringem-se necessariamente a aspectos genéricos:

8Terminologia

8Documentação

8Não indicam como produzir um tipo específico de dados geográficos, mas sim aspectos quedevem ser acautelados na sua produção

8Harmonizam a terminologia



The ISO/TC 211Geographic information/Geomatics

…… building the foundation of the geospatial infrastructure, building the foundation of the geospatial infrastructure,

brick by brick ...brick by brick ...


CONTEÚDO DA NORMA

ISO 19111 – SPATIAL REFERENCING BY COORDINATES

8ESQUEMA CONCEPTUAL

8DESCRIÇÃO DE SISTEMAS DE REFERÊNCIA COORDENADOS

8OPERAÇÕES SOBRE COORDENADAS:

8CONVERSÃO

8TRANSFORMAÇÃO

DESENVOLVIDA PELA COMISSÃO TÉCNICA ISO TC211 GEOGRAPHIC INFORMATION / GEOMATICS

(EM PORTUGAL, COMISSÃO TÉCNICA 134)



Referência espacial(posição)

Coordenadas(posicionamento directo)

Identificador geográfico(posicionamento indirecto)

Datum geodésico(componente física)

Define a posição da origem, a escala e a

orientação dos eixos de um sistema de

coordenadas relativamente à Terra

Sistema de coordenadas(componente matemática)

Conjunto de regras para especificar

a forma como as coordenadas

são atribuídas a pontos

Sistema de Referência Coordenado (CRS)Sistema de coordenadas ligado à Terra por um datum


Sistema de Referência Simples

Datum Sistema de coordenadas

Geodésico Vertical Engenharia (local)



Sistema de Referência Composto

Sistema de Referência 1 Sistema de Referência 2

Datum 1Sistema de

Coordenadas 1Datum 2

Sistema de

Coordenadas 2

As componentes horizontal e vertical para descrever uma posiçãosão provenientes de sistemas de referência distintos (caso das altitudes referidas ao nível médio do mar)



6- ADOPÇÃO DOS NOVOS SISTEMAS DE GEO-REFERENCIAÇÃO


CONTEÚDO

8Motivação



8O projecto EUREF


88Notas finaisNotas finais


6- Notas finais

8Cooperação internacional na manutenção dos referenciais geodésicos globais e regionais

8O ITRS é o sistema de referência fundamental, a partir do qual são definidos os sistemas regionais

8O ETRS89 é o sistema que está a ser adoptado na Europa

8Continua a verificar-se a separação entre a geo-referenciação ‘horizontal’ e vertical


8Importância crescente dos sistemas geodésicos de referência nas actividades ligadas àinformação geográfica (IG)

8Com a democratização da utilização de IG énecessário compreender cada vez melhor as idiossincrasias dos vários sistemas de referenciação geo-espacial

8O enquadramento normativo é infra-estrutural, pois os sistemas geodésicos de referência são a base da IG

6- Notas finais

El marco de referencia internacional y europeo. El papel ... · criado a partir de uma resoluÇÃo...

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