Estimação e análise da aceleração horizontal em estações GNSS de monitoramento contínuo

Abstract

Resumo: Os estudos que envolvem a modelagem de dados geodésicos têm adquirido crescente importância e reconhecimento devido à ampla aplicação e utilização desses dados ao longo do tempo. Embora os levantamentos geodésicos com GNSS (Global Navigation Satellite System) sejam relativamente acessíveis em termos de custo, a obtenção e representação precisa dos dados têm se mostrado um desafio significativo. A construção de modelos que representem de forma fidedigna a dinâmica e a interação complexa do planeta tem sido objeto de diversas pesquisas. Nesta dissertação, o objetivo principal é aprimorar a construção da variação temporal das coordenadas na superfície terrestre, por meio da integração dos cálculos de aceleração e velocidade, e analisar o impacto dessa abordagem na compatibilização entre épocas de referência. Os resultados preliminares indicam que a inclusão da aceleração pode aprimorar a modelagem e a precisão dos resultados em determinados cenários. Especificamente, observou-se que a inclusão da aceleração nos modelos resultou em melhorias na precisão quando feito a redução de coordenadas e nas estimativas dos parâmetros, especialmente em áreas onde há evidências de aceleração não linear com ganhos de modelagem variando de 36% a 88% em regiões geodinamicamente mais ativas e de 17% a 92% em regiões menos ativas. Essa pesquisa também destaca a importância de compreender o comportamento cinemático das estações GNSS ao longo do tempo para sua aplicação adequada. Em suma, esta dissertação visa contribuir para o avanço do conhecimento na área da geodésia, investigando a relevância da inclusão da aceleração na equação de transformação entre épocas de coordenadas GNSS e seu impacto nos estudos de séries temporais de dados geodésicos.

Abstract: Studies involving geodetic data modeling have gained increasing importance and recognition due to the widespread application and utilization of such data over time. Although geodetic surveys using GNSS (Global Navigation Satellite System) are relatively cost-effective, obtaining and accurately representing the data has proven to be a significant challenge. The construction of models that faithfully represent the dynamics and complex interaction of the planet has been the subject of various research efforts. In this dissertation, the main objective is to enhance the construction of temporal variations in coordinates on the Earth's surface by integrating acceleration and velocity calculations, and to analyze the impact of this approach on the compatibility between reference epochs. Preliminary results indicate that the inclusion of acceleration can improve the modeling and accuracy of results in specific scenarios. Specifically, it was observed that the inclusion of acceleration in the models led to improvements in accuracy when reducing coordinates and estimating parameters, especially in areas where there is evidence of nonlinear acceleration. Modeling gains ranged from 36% to 88% in more tectonically active regions and from 17% to 92% in less active regions. This research also highlights the importance of understanding the kinematic behavior of GNSS stations over time for their proper application. In summary, this dissertation aims to contribute to the advancement of knowledge in the field of geodesy by investigating the relevance of including acceleration in the transformation equation between GNSS coordinate epochs and its impact on the studies of geodetic data time series.