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O estabelecimento de Sistemas Geodésicos de Referência globais integrando características geométricas e físicas é um dos desafios atuais da Geodésia, principalmente devido às demandas de diversas áreas do conhecimento de que as informações relacionadas aos Sistemas de Observação da Terra (EOS – Earth Observation Systems), sejam integradas em Redes Geodésicas de Referência (RGRs) com uma acurácia de 10-9 ou melhor. O surgimento das técnicas de posicionamento espacial trouxe melhora significativa na qualidade posicional e possibilitou a substituição das RGRs clássicas por redes modernas com características globais. Hoje, a questão das coordenadas de caráter geométrico, está bem resolvida com o ITRS/ITRF (International Terrestrial Reference System/International Terrestrial Reference Frame). Todavia, aspectos associados a diversos processos físicos, tais como os reflexos das redistribuições de massa, não são atendidos por referenciais puramente geométricos. A aprovação da resolução para o GGRS/GGRF (Global Geodetic Reference System/Global Geodetic Reference Frame) surge com a visão da integração entre o referencial terrestre, o celeste, um referencial com características físicas para as altitudes e a nova rede global de gravidade absoluta. Esforços têm sido feitos para definição e realização deste referencial global para as altitudes. É uma tarefa complexa em vista das características clássicas dos referenciais verticais, heterogeneidade em termos de qualidade e distribuição espacial de dados necessários, principalmente os relacionados ao campo de gravidade da Terra. Apresentam-se como grandes desafios para o futuro a necessidade de estabelecimento de procedimentos padrão para a integração ao referencial altimétrico global e a precisão necessária para o estabelecimento dos EOS.

No Brasil, os Níveis de Redução (NREDs) das Estações Maregráficas (EMs) são utilizados como os Data verticais oceânicos ou Chart Datum (CD) os quais são referências para as cartas náuticas confeccionadas pela Diretoria de Hidrografia e Navegação (DHN). Em contrapartida ao que é adotado no país, a Organização Hidrográfica Internacional (IHO) recomenda que a superfície usada como referência para obtenção do Datum para reduções de sondagens em zonas costeiras seja definida pela superfície LAT (Lowest Astronomical Tide) calculada a partir de pelo menos 18,6 anos de observações maregráficas. A unificação do referencial vertical oceânico e a integração entre os referenciais verticais é algo que se tem almejao para a costa brasileira por meio de parcerias entre diversas instituições e o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). Adotar uma superfície dada pela LAT solucionaria os problemas apresentados pela adoção dos NREDs como CD: o caráter local; o fato de que algumas profundidades podem ser menores do que as constantes na carta; a questão da determinação de cada NREDs em épocas distintas; a falta de padronização da extensão das séries temporais para quantificação dos NREDs e, sobretudo, a impossibilidade de conexão ao Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas (SIRGAS). Com o objetivo de contribuir com as discussões relativas à temática da integração dos referenciais verticais em região costeira, este artigo apresenta conceitos envolvidos, projetos já desenvolvidos em outras regiões do mundo e alguns desafios inerentes ao Brasil, para a unificação do referencial oceânico e a integração dos referenciais verticais.

Erros são inerentes ao processo de medida. Na prática, uma série de procedimentos são efetuados de forma a ter maior controle sobre estes erros.Trabalhos que envolvem levantamentos de campo visando o monitoramento de estruturas também apresentam incertezas associadas à instrumentação utilizada, tipo de mensurações e geometria da rede de monitoramento, esta última em função da localização da estação ocupada com o equipamento de medida em relação aos pontos que serão monitorados (pontos-objeto). Neste trabalho, são realizadas simulações visando prever o comportamento dos erros propagadas em um levantamento, considerando a utilização do método de estação livre (EL) para orientação da estação total (ET) e do método de irradiação tridimensional para o monitoramento de grandes estruturas civis, como barragens. Busca-se a modelagem e representação tridimensional dos erros propagados sobre a estrutura, de maneira a dar suporte aos técnicos de segurança de barragens na escolha e seleção de pontos-objeto de forma que, ao mesmo tempo que atendam à localização espacial requerida pela equipe de monitoramento civil, também apresente os menores valores propagados de variância. Com a metodologia da EL e irradiação tridimensional foram realizadas simulações em uma área teste considerando diferentes posições para implantação dos pontos de apoio para orientação da ET, e diferentes posições para a ET utilizada no levantamento. Os resultados da pesquisa permitiram observar o quanto a geometria referente à posição da ET influencia nos erros que supostamente serão obtidos em um levantamento. Além disso, os erros propagados foram representados tridimensionalmente no modelo da estrutura avaliada.

A necessidade de obtenção de altitudes com significado físico é de grande importância para a engenharia e, de maneira singular, para a Força Terrestre Brasileira; isto porque, historicamente, o Exército Brasileiro atua em impactantes intervenções de engenharia nas mais variadas localidades do território nacional, intervenções estas que dependem diretamente da fidedigna determinação destas altitudes. Neste sentido e para estes fins, há a latente necessidade do estabelecimento de um sistema de referência vertical em nível nacional com forte embasamento físico, plenamente vinculado a um sistema global com as mesmas características e segundo atuais tendências do ramo. Conforme preconizado pela Associação Internacional de Geodésia (IAG), o estado-da-arte de determinações altimétricas e de sistemas verticais de referência tem como norteador a busca pela definição de um Sistema Vertical de Referência Global (International Height Reference System – IHRS). Esta definição deve ser realizada tomando-se como referência uma superfície equipotencial do campo da gravidade, com valor de geopotencial pré-definido, e sendo suas coordenadas verticais primárias definidas com base em uma diferença de geopotencial. Por sua vez, o cálculo deste geopotencial é realizado, modernamente, através da solução do Problema de Valor de Contorno da Geodésia (PVCG) por diferentes abordagens, como as formas escalar livre e fixada, cada uma das quais com vantagens e recomendações. Destarte, o presente trabalho apresenta uma revisão conceitual sobre estas diferentes técnicas para solução do PVCG, evidenciando variantes e limitantes, enfatizando ainda os benefícios auferidos para o Exército Brasileiro.

O presente trabalho apresenta uma análise quantitativa da adequação do Modelo Global do Geopotencial (MGG) GOCO05C para modelagem de altitude normal-geoidal na região Sul do Brasil. A análise em tela foi inferida de comparações entre valores de altitude normal-geoidal advindos de soluções GNSS/Nivelamento e valores provenientes dos modelos globais combinados EGM2008, EIGEN-6C4 e GOCO05C, segundo as funcionais do geopotencial que melhor representam a altitude normal-geoidal na região - altitude geoidal e anomalia de altitude - e em diferentes graus de desenvolvimento, sempre pelo método relativo. Este procedimento foi aplicado sobre as 111 (cento e onze) estações da rede SAT-GPS do IBGE com conexão com a Rede Altimétrica Fundamental Brasileira, as quais são portadoras de informações de altitude elipsoidal e de altitude normal-ortométrica, ao longo de toda a já mencionada região. Como principal resultado, é possível atestar o desempenho superior do MGG GOCO05C comparativamente com os demais modelos combinados testados quando todos são desenvolvidos até grau 720, seu grau máximo, e sua teórica igualdade quando todos são utilizados em seus graus máximos individuais. Isto reafirma seu posicionamento como expoente no histórico de desenvolvimento de modelos combinados, com vistas à ampla divulgação de seus resultados e de potencialidade de seu uso.

O presente trabalho tem como objetivo comparar altitudes normais-ortométricas calculadas analiticamente por meio de observações GNSS e com a utilização de modelos globais do geopotencial (MGGs) sob a óptica relativa em detrimento da tradicional determinação pelo método absoluto. Esta abordagem diferenciada visa viabilizar determinações mais acuradas e inseridas no estado-da-arte de recomendações e disponibilidade de informações relacionadas ao campo da gravidade terrestre. Para tanto, utilizou-se como área de estudo o estado do Paraná, sobre o qual foram selecionadas as estações da rede SAT-GPS conectadas a Rede Altimétrica Fundamental Brasileira (RAFB), ambas do IBGE; estas estações, denominadas neste trabalho de estações GNSS-RN, possibilitam o cálculo altimétrico controlado por possuírem informações de altitude elipsoidal e altitude normal-ortométrica. Para modelagem da altitude normal-geoidal, foram empregados os MGGs EGM2008, EIGEN-6C4, GOCO05C e XGM2016, em diferentes graus de desenvolvimento e segundo as funcionais altitude geoidal e anomalia de altitude. Além disso, utilizou-se o modelo geoidal nacional MAPGEO2015 no comparativo, tendo em vista seu amplo conhecimento e emprego em nível nacional. Os resultados finais indicaram que, quando do uso dos MGGs, independentemente de grau de desenvolvimento, funcional ou modelo, a utilização do método relativo sempre traz maior acurácia do que o método absoluto. Já para o uso do MAPGEO2015, não se pôde concluir de maneira similar, sendo suas respostas variadas de acordo com o conjunto de pontos utilizados. Por fim, frisou-se ainda que a acurácia média obtida com o uso dos MGGs segundo o método relativo é sempre superior, nas condições testadas, ao uso do MAPGEO2015 segundo o método absoluto. Tal constatação traz consigo a recomendação para divulgação e uso da associação entre método relativo e MGGs em determinações altimétricas, tendo em vista a clara obtenção de resultados mais precisos do que pela clássica abordagem com método absoluto e modelo geoidal nacional.

Este artigo tem o propósito de analisar o uso de diferentes modelos mensais do geopotencial, provenientes da missão GRACE e disponibilizados através do ICGEM (International Centre for Global Earth Models), na avaliação da variação temporal da componente vertical (coordenada altitude) em estações pertencentes à Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo dos Sistemas GNSS (RBMC). A pesquisa visa analisar a variação temporal das altitudes elipsoidais (componente geométrica) num conjunto de estações pertencentes a RBMC, e relacionar com a variação temporal das altitudes ortométricas (componente com significado físico). Os materiais para o cumprimento deste estudo compreendem séries temporais de coordenadas geodésicas de 18 estações da RBMC, no intervalo de tempo entre janeiro de 2012 a julho de 2015 e modelos mensais do geopotencial da missão GRACE provenientes de três centros de processamento: o Jet Propulsion Laboratory (JPL), o GeoForschungsZentrum (GFZ) e o Center for Space Research (CSR). Dos modelos mensais do geopotencial são obtidos, para cada estação ao longo do tempo, os valores da funcional altitude geoidal, e a partir destes são calculadas as altitudes ortométricas. A metodologia empregada envolve a determinação da reta de tendência das séries temporais de altitudes bem como a comparação das taxas de variação anual das altitudes elipsoidais e das altitudes ortométricas. Também foi feita a determinação da correlação entre as séries temporais de altitudes elipsoidais, altitudes ortométricas e altitudes geoidais. Os modelos utilizados foram desenvolvidos até os graus 60, 90 e 96. As taxas de variação da altitude ortométrica, obtida a partir da altitude geoidal derivada do modelo JPL RL05 desenvolvido até grau 60 e do modelo JPL RL05 desenvolvido até grau 90, são mais similares às taxas de variação da altitude elipsoidal, do que as taxas geradas a partir dos outros modelos desenvolvidos até os mesmos graus. Do total de estações empregadas na pesquisa e considerando o modelo JPL desenvolvido até grau 60 e grau 90, respectivamente, 38,9% e 33,3% apresentaram taxas iguais de variação de altitude ortométrica e elipsoidal. Com relação às correlações entre as altitudes elipsoidais e ortométricas, observa-se que as séries temporais de altitude ortométrica geradas a partir dos modelos mensais do geopotencial desenvolvidos até grau 60 tiveram maior correlação com os dados das altitudes elipsoidais, do que as altitudes geradas com os modelos desenvolvidos em graus maiores, o que indica uma melhor correspondência entre as variações temporais da altitude elipsoidal e modelos mensais do geopotencial desenvolvidos até grau 60.

Neste trabalho apresentamos uma metodologia para distinguir possíveis movimentos da crosta de variações do nível médio do mar, utilizando dados GNSS, modelos de velocidade e dados maregráficos. As observações GNSS foram processadas para obtenção da variação da coordenada vertical ou altimétrica, necessária para identificar os movimentos da crosta. O modelo de velocidade VEMOS 2009 serviu como base comparativa para verificar os resultados obtidos com o processamento GNSS. E os dados maregráficos foram utilizados para avaliar a evolução temporal do nível do mar no Datum Vertical Brasileiro de Imbituba. As análises conduzidas tiveram por base observações contínuas, desde 2007 até 2014, junto ao Datum Vertical Brasileiro de Imbituba. Como base das análises foram usadas estações SIRGAS-CON e modelo de velocidade SIRGAS. Os resultados considerando apenas dados maregráficos mostraram uma elevação no NMM do Porto de Imbituba de 4,13 mm/ano. Considerando a discriminação do movimento vertical da crosta a partir dos resultados obtidos com o processamento GNSS, observou-se que há uma variação do NMM. Os movimentos observados e preditos foram comparados a partir do processamento GNSS e o modelo de velocidades. Conclui-se que existe uma evolução do NMM na região do DVB-I pela determinação da variação temporal resultante de aproximadamente + 2,4 ± 0,2 mm/ano.

In Geodesy, the monitoring of sea level plays an important role in the realization of global reference systems and allows the integration of available data from classical vertical networks, whose Vertical Datum is usually defined by the Mean Sea Level (MSL), with different periods of observation and related to a specific epoch. The fact that each vertical datum is related to a defined epoch (the sea level is variable in space and time) associated with the leveling errors, produces significant differences in heights referred to different vertical nets; that shows the importance of the sea level monitoring. Usually, efforts must be done to recover old information and data. In this work, the main aspects related to the Brazilian Vertical Datum (BVD), its time evolution and the search of alternatives to determine this evolution are presented. Preliminary results, based in tide gauge and leveling data, have shown an increasing of the MSL at Imbituba harbor of about 2 mm/a, in the integration of time series stored at Permanent Service for Mean Sea Level (PSMSL) with recent digital data. This agrees with results of global sea level changes. Nowadays, satellite altimetry is an efficient way to monitor MSL variations. In this paper, are presented some results related with the comparison of satellite altimetry data and longer tide gauge temporal series, as those for Cananéia and Ilha Fiscal tide gauges, whose correlation coefficients are better than 0.8 among the series, in order to establish analysis methods applicable to BVD region.

As diversas redes verticais fundamentais no mundo não formam um Sistema Global de Altitudes (SGA) consistente, pois cada uma, em geral, recorre a um nível de referência particular ao qual se associa hipoteticamente uma determinada superfície equipotencial do campo da gravidade denominada geóide local. Usualmente, este o "geóide local" é suposto ser "materializado" pelo Nível Médio do Mar (NMM) local observado durante certo período de tempo. A modelagem de cada geóide em áreas continentais é em geral realizada determinando o chamado geóide gravimétrico para os quais concorrem principalmente as anomalias da gravidade. Este é um procedimento que pode ser vicioso uma vez que anomalias da gravidade utilizadas podem estar referidas a diferentes geóides locais associados aos Data Verticais (DVs) obtidos inclusive em diferentes épocas. Outro problema na determinação dos geóides gravimétricos é o fato de considerar de forma preferencial dados de gravidade de um dos subespaços - oceano ou continente, o que influencia no valor geopotencial dos diversos DVs e consequentemente no cálculo da discrepância relacionada ao valor de referência do geopotencial global. O presente trabalho está centrado nas estratégias de integração/fusão de dados de múltiplas fontes, em ambos os subespaços referidos, visando à determinação da relação do Datum Vertical Brasileiro (DVB) com um SGA com base na determinação do geóide/quase-geóide na área de estudos, aplicando-se diferentes estratégias para solução do Problema do Valor de Contorno da Geodésia (PVCG).

The satellite platforms allowed a very quick transition from local or regional Geodetic Reference Systems (GRSs) to the global ones. The evolution of methods also brought changes in the standards of precision and accuracy. Networks based on local Datums which had relative precision in the order of 1:100,000 to 1:150,000, like the classical networks in the Brazilian Geodetic System (BGS), could be easily replaced by networks constrained in geocentric Datums which reach relative precision of 1:10,000,000 or better and placed inside a concept of a Global Hierarchy. Besides the facilities for positioning, the modern satellite platforms of remote sensors are also applied for satellite altimetry, multi spectral imagery and on-board satellite gravimetry. This allows relevant geodetic information linked directly in global geocentric GRSs. Then, the modern orbital platforms changed completely the ability to capture, model and manage spatial data with strong implications in Geodesy and Cartography. The associated new data bases for Cartography have several new implications coming from the applied surveying methods and present paradigms of precision. Most of the implications come from the need of relating geometric and physical aspects. This happen due the necessary association of local measurements affected by the local gravity field to global oriented geocentric GRS. The modern Global Geopotential Models (GGMs) have a strong expectation for uses in the referred integration. In this paper are discussed the impacts of "spatial age" on the geodetic methods for surveying and mapping. The possible applications of GGMs for realizing fundamental geodetic networks, surveying and mapping are also discussed.

Na Geodésia, o monitoramento do nível do mar tem um papel importante na realização de sistemas globais de referência e permite a integração de dados referidos às redes verticais clássicas, onde cada Datum é definido pelo Nível Médio do Mar (NMM), com diferentes períodos de observação, vinculados à uma época específica. A vinculação de cada Datum vertical à época da realização (sendo o nível do mar variável no tempo e espaço), e os erros inerentes às operações de nivelamento, produzem diferenças significativas nas altitudes referidas às diferentes redes verticais, que evidenciam a necessidade do monitoramento do nível do mar. Na maioria das vezes, são necessários esforços para recuperar informações e dados antigos. Neste trabalho, são investigados os principais aspectos relacionados ao Datum Vertical Brasileiro (DVB), sua evolução temporal e a procura de alternativas para determinar esta evolução. Resultados preliminares, baseados em dados de marégrafos e de nivelamento, mostram uma elevação do NMM no Porto de Imbituba em torno de 2 mm/ano, na integração das séries temporais armazenadas no banco de dados do Permanent Service for Mean Sea Level (PSMSL) e dados digitais recentes. Esses resultados concordam com as alterações globais do nível do mar. Atualmente, a altimetria por satélites é uma ferramenta eficaz no monitoramento do NMM. Neste artigo são apresentados alguns resultados sobre a comparação de dados da altimetria por satélites e longas séries maregráficas, como as disponíveis para os marégrafos de Cananéia e Ilha Fiscal, cujos coeficientes de correlação entre as séries são superiores a 0,8, visando o desenvolvimento de métodos de análise aplicáveis à região do DVB.

Os produtos cartográficos existentes no país, inclusive o mapeamento sistemático - cuja produção é de responsabilidade do IBGE (Fundação Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística) e da DSG (Diretoria do Serviço Geográfico) - estão baseados em diferentes sistemas de referência e suas realizações. Os principais sistemas de referência, em função do volume de documentos existentes, são o Córrego Alegre e o SAD 69 (South American Datum of 1969) - este composto de uma realização inicial e da realização de 1996. As potencialidades dos métodos de posicionamento por satélites, aliado ao fato dos sistemas ditos clássicos não possuírem precisão compatível com as atuais técnicas de posicionamento, fez com que muitos países adotassem sistemas de referência geocêntricos. Neste sentido, foi criado na América do Sul o projeto SIRGAS (Sistema de Referência Geocêntrico para a América do Sul e atualmente para as Américas). A futura adoção do SIRGAS como sistema oficial no Brasil segue uma tendência lógica tendo em vista os avanços tecnológicos e científicos. Porém, a adoção de um novo referencial implica na necessidade de integração dos dados e mapas já gerados ao novo sistema. Nesse sentido, procura-se com este trabalho averiguar as implicações advindas da evolução do Sistema Geodésico Brasileiro e as implicações relacionadas à adoção de um novo referencial no país.