Sistemas de referencia GNSS e WGS84

SISTEMAS DE
REFERÊNCIA GNSS
Prof. Dra. Daniele Barroca Marra Alves
SISTEMAS DE REFERÊNCIA GNSS
GPS
 GLONASS
 GALILEO
 BEIDOU

Quais os sistemas de referência que
estão vinculados a esses sistemas
?
WGS 84
( WORLD GEODETIC SYSTEM 1984 )
WGS84
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O sistema de referência associado ao GPS, quando se
utilizam efemérides transmitidas, é o WGS 84.
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Quando um levantamento é efetuado usando o GPS na sua
forma convencional, as coordenadas dos pontos envolvidos
serão obtidas nesse sistema de referência.
Sua origem é o centro de massa da Terra, com os eixos
cartesianos X, Y e Z definidos de forma idêntica aos do
CTRS, para a época 1984,0.
O elipsoide de referência é o GRS80.

Elipsoide de revolução geocêntrico .
WGS84
Fonte: Monico (2008) e Seeber (2003)
WGS84
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Primeira realização do WGS 84
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Foram utilizadas 1591 estações determinadas pelo DMA
(Defense Mapping Agency), atual NGA (National GeospatialIntelligence Agency), que sucedeu o NIMA (National Imagery
Mapping Agency);
Foram usadas observações Doppler do sistema TRANSIT,
atingindo precisão da ordem de 1 a 2m;
Entre essas estações, estão as estações monitoras do GPS:
Colorado, Ascension, Diego Garcia, Kwajalein, Havaí.
Refinamentos têm sido realizados usando técnica de
posicionamento GPS, com o objetivo de melhorar a precisão das
coordenadas das estações monitoras.
Além das estações monitoras, fizeram parte dos refinamentos,
outras estações do NIMA.
WGS84

Outras realizações foram denominadas:
 WGS 84 (G730) (Malys and Slater, 1994);
 WGS 84(G873) (Malys et al., 1997);
 WGS 84 (G1150) (Merrigan et al., 2002).
- G representa que foi efetuado usando GPS
- 730, 873 e 1150 representam as semanas GPS em que ocorreram as
realizações
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A precisão da resultante das coordenadas de cada estação foi
da ordem de:
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10 cm para o WGS 84 (G730) - 29 de junho de 1994;
5 cm para o WGS 84 (G873) - 29 de janeiro de 1997;
1 cm para o WGS84 (G1150) - 20 de janeiro de 2002.
Novas coordenadas passaram a ser utilizadas pelo segmento de controle operacional do GPS
WGS84
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Com o refinamento do WGS 84, alguns parâmetros
relacionados a esse sistema sofreram alterações.
O novo valor de GM foi implementado no sistema
operacional do GPS em out/94, melhorando a qualidade das
coordenadas cartesianas dos satélites.
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Mas, no processo de obtenção dos elementos keplerianos, a
partir das coordenadas cartesianas dos satélites, ainda se
adota o valor antigo;
Há milhões de receptores no mercado que adotam o valor
antigo, os quais também deveriam sofrer alterações, isso
resultaria em custos elevados;
Dessa forma, as órbitas são melhoradas com a adoção do novo
valor de GM, e os softwares residentes nos receptores não
precisam sofrer alterações, melhorando os resultados sem
custos adicionais (Mayls et al., 1997);
Mas trata-se de uma solução que deverá sofrer alterações no
futuro.
WGS 84 – ÚLTIMA REALIZAÇÃO
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WGS84 (G1674)
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08/02/12 – última realização do WGS84 – alinhado ao
ITRF2008
Documento: http://www.wsmr.army.mil/pdf/G1674-Upgrade-01Jul2012.pdf
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Época de referência 2005,0
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WGS84
Parâmetros do Elipsoide do WGS 84
Parâmetro e Valor
a = 6378137 m
Igual ao anterior
f = 1/298,2572221
1/298,257223563
-8
Igual ao anterior
e = 7292115. 10 rad/s
8
3 2
3986004,418x108 m3/s2
GM= 3986005. 10 m /s
Descrição
Semi-eixo maior
Achatamento
Velocidade angular da Terra
Constante gravitacional da Terra
Última realização: http://www.terrasurv.com/WGS84%20G1674.pdf
WGS84
http://www.terrasurv.com/WGS84%20G1674.pdf
WGS84
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Fazem parte ainda do WGS 84 as alturas geoidais entre o
elipsoide do WGS84 e o geoide, as quais foram derivadas do
EGM96 (Earth Gravitational Model 1996 – Modelo
Gravitacional da Terra).
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A incerteza absoluta das alturas geoidais é estimada no
intervalo de 0,5 a 1,0 m, em nível global.
http://cddis.gsfc.nasa.gov/926/egm96/
WGS84
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Mais recentemente foi publicado o EGM 2008, com
qualidade muito melhor que o EGM96.
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Todos os programas e características estão disponíveis no site
no NGA.
http://earth-info.nga.mil/GandG/wgs84/gravitymod/egm2008/egm08_wgs84.html
WGS84
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EGM2008
WGS84
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Apesar do substancial melhoramento obtido com as novas
realizações do WGS 84, não se deve esperar essa mesma
qualidade para as coordenadas das estações determinadas
anteriormente a essas novas realizações após a aplicação de
transformações geométricas.
A precisão resultante das coordenadas num processo de
transformação será, no mínimo, igual à da que contém os
piores resultados.
QUESTÕES
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1) O que é o WGS84?
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2) Como é definido o WGS84?
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3) Como foi a primeira realização do WGS84?
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4) Qual a realização atual do WGS84? Qual a acurácia?
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5) Com os refinamentos do WGS84 houve modificação nos parâmetros
adotados?
6) O que é o EGM96? E o EGM 2008? Fazem parte do WGS84?