Análise do uso da solução do tipo Brovar no PVCG fixado para a modelagem do geopotencial na estação IHRF PPTE

Abstract

Resumo: A grande problematização para o estabelecimento do IHRF se dá na padronização da modelagem do campo de gravidade da Terra, na qual busca-se uma precisão de 1 centímetro em termos de altitude científica. Esta problematização fica evidente diante dos resultados obtidos no âmbito do "Experimento Colorado", no qual quatorze diferentes equipes de pesquisadores ao redor do mundo propuseram suas soluções para serem comparadas. Dentro deste contexto, esta pesquisa busca analisar uma metodologia para o cálculo do geopotencial na futura estação IHRF PPTE no estado de São Paulo, contribuindo para o estudo do estabelecimento do IHRF no Brasil. A metodologia irá empregar a solução do tipo Brovar para o Problema de Valor de Contorno da Geodésia (PVCG) fixado, o que conduz diretamente ao potencial anômalo na superfície terrestre na estação, e, assim difere das demais soluções estudadas no Brasil até o momento. Além disso, será analisada a aplicação da modificação de Wong e Gore (1969) do núcleo de Hotine-Koch, testando diferentes graus de truncamento, como realizado no âmbito do "Experimento Colorado". A justificativa para a escolha da solução do PVCG fixado via séries de Brovar baseia-se no uso de distúrbios de gravidade na superfície terrestre como funcional amostrada do campo de gravidade. Neste caso, altitudes elipsoidais com precisão centimétrica ou melhor, obtidas por posicionamento GNSS, podem ser usadas para calcular a gravidade normal na superfície terrestre (ou próximo a ela, como no caso de dados aéreos). Em adição, nos dias atuais a facilidade de obter o posicionamento GNSS junto com a gravimetria terrestre e/ou aérea torna essa solução particularmente interessante e mais alinhada com os aspectos modernos da modelagem do campo gravitacional. Primeiramente, a metodologia será testada na região do "Experimento Colorado". Na sequência, será aplicada e avaliada para a determinação do valor do geopotencial na futura estação IHRF PPTE. Adicionalmente, o valor será comparado com os valores encontrados em outros trabalhos

Abstract: The establishment of the International Height Reference Frame (IHRF) faces significant challenges, particularly in standardizing the modeling of Earth’s gravity field to achieve a scientific altitude precision of 1 centimeter. This issue is highlighted by the results of the "Colorado Experiment,"where fourteen different research teams worldwide proposed so lutions for comparison. Within this context, this research aims to analyze a methodology for calculating the geopotential at the future IHRF PPTE station in São Paulo, Brazil, con tributing to the study of IHRF establishment in the country. The methodology employs the Brovar-type solution for the fixed Geodetic Boundary Value Problem (GBVP), which directly leads to the anomalous potential at the Earth’s surface at the station, differing from other solutions studied in Brazil so far. Additionally, the application of the Wong and Gore (1969) modification to the Hotine-Koch kernel will be analyzed, testing different truncation degrees, as done in the "Colorado Experiment."The choice of the fixed GBVP solution via Brovar series is justified by the use of surface gravity disturbances as a sampled functional of the gravity field. In this case, ellipsoidal heights with centimetric or better precision, obtained by GNSS positioning, can be used to calculate normal gravity at the Earth’s surface (or near it, as in airborne data). Moreover, the current ease of obtaining GNSS positioning alongside terrestrial and/or airborne gravimetry makes this solution particularly interesting and aligned with modern aspects of gravitational field modeling. Initially, the methodology will be tested in the "Colorado Experiment"region. Subsequently, it will be applied and evaluated for determining the geopotential value at the future IHRF PPTE station. Additionally, the value will be compared with those found in other studies