Unidade 2

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Sistemas Geodésicos de Referência
Sumário
UNIDADE II
SISTEMAS GEODÉSICOS DE REFERÊNCIA
CAPÍTULO 1
INTRODUÇÃO À TOPOGRAFIA E À GEODÉSIA
Apesar de se assumir que a forma da Terra é redonda, em estudos em que se exige precisão de posicionamento, como é o caso da maioria das representações da superfície
terrestre em mapas e cartas, deve-se considerar mais cuidadosamente as pequenas diferenciações da sua forma.
No século XVII, Isaac Newton demonstrou que não sendo a Terra um corpo rígido e estando animada de um movimento de rotação, ela não deveria possuir uma forma esférica e
sim, a de um elipsoide de revolução, sendo achatada nos polos.
Por meio de triangulações geodésicas, pode-se verificar que a Terra não possuía uma forma elipsoidal perfeita, mas sim a de um geoide, que não pode ser descrita de forma
matemática simples, mas que pode ser determinada a partir de medidas da aceleração da gravidade nos mais diversos pontos da superfície da Terra. Numa primeira
aproximação, o geoide seria a forma que a Terra teria se sua superfície fosse completamente coberta com água, pois esta se molda de acordo com a aceleração da gravidade em
cada ponto.
Com o lançamento de satélites artificiais foi possível determinar com melhor precisão o geoide, através das anomalias observadas no movimento destes satélites e provocadas
pela distribuição não uniforme da massa terrestre. O geoide difere muito pouco das formas elipsoidal e esférica, quando se considera que o valor do raio terrestre é muito maior
do que a diferença entre o geoide e estas duas formas. Por isso, pode-se, sem muito, erro dizer que a Terra é praticamente esférica.
A forma da Terra, girando em torno de seu eixo e movendo-se dentro do Sistema Solar do qual faz parte, é resultado da interação de forças internas e externas tais como:
gravidade, força centrífuga, constituição diferente dos materiais que a formam etc. As forças tectônicas, por exemplo, são forças internas que provocam modificações na
superfície do globo terrestre tais como: dobramentos, falhamentos, terremotos, surgimento de vulcões. A ação dessas forças produz sobre a superfície terrestre uma série de
irregularidades como: montanhas, vales, planaltos etc. que formam a superfície topográfica da Terra. Essas irregularidades são muito pequenas se comparadas ao tamanho e
volume total da Terra, entretanto, essa superfície aparente é de grande importância para os topógrafos, geodesistas etc., pois é sobre essa superfície que são realizadas as
medições e os estudos para as diversas finalidades. Devido a esses acidentes e irregularidades, a superfície da Terra não tem uma forma simples que possa ser expressa em
termos matemáticos.
Princípios teóricos
A fim de simplificar o cálculo de coordenadas da superfície terrestre, foram adotadas algumas superfícies matemáticas simples que se aproximam em
maior ou menor grau do real. Uma primeira aproximação seria uma esfera. Porém, a esfera seria suficientemente aproximada para solucionar com a
precisão requerida, alguns problemas como, por exemplo: cálculos astronômicos, navegação e solução de cálculos geodésicos usando a trigonometria
esférica. Entretanto, a Terra não é exatamente uma esfera, sendo achatada nos polos e abaulada próximo ao Equador.
Segundo Gauss (1777-1855), a forma do planeta, em uma definição mais rudimentar, é representada pela superfície delimitada pelo nível médio dos
mares, não perturbados por ventos e correntezas, já que estes, ocupam aproximadamente 72% da superfície do planeta. Esta superfície é denominada
geoide; definido como o sólido formado pelo nível médio dos mares supostamente prolongado por sob os continentes.
Posteriormente vamos apresentar com maior detalhamento a forma e dimensão da terra e suas superfícies de representação e de cálculo.
Princípios teóricos
Como foi visto anteriormente a Geodésia consiste na determinação do tamanho e da forma da Terra, bem como dos parâmetros definidores do campo da gravidade.
Pode-se acrescentar também “as variações temporais” dos elementos citados (GEMAEL, 1999, p. 16). Quando se trata da figura da Terra, esta normalmente é
considerada como sendo um corpo rígido e as perturbações temporais do tamanho e forma são tratadas separadamente (VANICEK; KRAKIWSKY, 1986, p. 97).
A irregularidade da superfície terrestre traz muitas dificuldades na realização de cálculos matemáticos sobre tal superfície.
Figura 1. Superfície física da Terra.
Fonte: Adaptada e disponível em: <http://fisicaatmosferica.blogspot.com.br/2009/08/voce-ja-viu-somente-superficie-fisica. html>. Acessado em: 22 jul. 2013.
Tamanho e forma da Terra
Para fins práticos torna-se necessário encontrar um modelo representativo da superfície física da Terra (SMITH, 1996). Existem diferentes tipos de modelos usados na
Geodésia para representar física e matematicamente a superfície terrestre. Um modelo com significado físico é o geoide, (Figura 2) cuja superfície é a equipotencial “que mais
se aproxima do nível médio dos mares” (GEMAEL, 1999).
A adoção do geoide como superfície matemática de referência esbarra no conhecimento limitado do campo da gravidade terrestre. Além disso, o equacionamento
matemático do geoide é complexo, o que o distancia de um uso mais prático como referência geométrica. Logo, não é conveniente para servir como superfície de referência
para as chamadas redes geodésicas horizontais (VANICEK; KRAKIWSKY,1986).
Figura 2. Geoide.
Fonte: Adaptada e disponível em: <http:// http://profnicesio.blogspot.com.br/2011/04/uma-nova-visao-da-terra.html>.
Acessado em: 22 jul. 2013.
Um modelo matematicamente viável, do ponto de vista geométrico, é o elipsoide de revolução ou biaxial, que fica definido por apenas dois parâmetros, usualmente o
semieixo maior a e o achatamento f dado por (VANICEK; KRAKIWSKY, 1986):
a
No Quadro 1 encontram-se os parâmetros de alguns elipsoides biaxiais.
http://profnicesio.blogspot.com.br/2011/04/uma-nova-visao-da-terra.html
Figura 3. Elipsoide de Revolução.
O problema de encontrar o elipsoide com melhor ajuste à Terra envolveu cientistas por séculos na pesquisa de parâmetros cada vez mais refinados.
Com b sendo o semieixo menor do elipsoide de revolução. O elipsoide também pode ser definido pelo semieixo maior (a) e semieixo menor (b) ou ainda pelo semieixo
maior (a) e a excentricidade (e) (Figura 3).
Quadro 1. Elipsoides biaxiais.
ANO NOME a(m) b(m) f1
1830 Airy 6 377 563 6 356 257 299,325
1830 Everest 6 377 276 6 356 075 300,802
1841 Bessel 6 377 397 6 356 079 299,153
1858 Clarke 6 378 294 6 356 618 294,261
1866 Clarke 6 378 206 6 356 584 294,978
1880 Clarke 6 378 249 6 356 515 293,466
1907 Helmert 6 378 200 6 356 818 298,300
1909 Hayford 6 378 388 6 356 912 297,000
1927 NAD 27 6 378 206,4 294,9786982
1948 Krassovsky 6 378 245 6 356 863 298,300
1960 Fischer 6378 155 6 356 773 298,3
1966 WGS 66 6378 145 6 356 760 298,25
1967 IUGG 6378 160 6 356 775 298,247
1972 WGS 72 6378 135 6 356 751 298,26
1980 Internacional 6378 137 6 356 752,3141 298,257222101
1983 NAD 83 6 378 137,0 298,257222101
1984 WGS 84 6378 137 298,257223563
Fonte: adaptado de Smith, 1996.
A evolução da Geodésia Espacial proporcionou uma evolução no estabelecimento dos modelos representativos da Terra, possibilitando uma associação entre os
parâmetros geométricos e os parâmetros físicos do campo gravitacional terrestre.
Figura 4. Evolução das superfícies de referência.
Fonte: IBGE, 1998.
Uma solução está no modelo chamado de Terra normal, que é um elipsoide de revolução ao qual se atribui a mesma massa da Terra incluindo a massa da
atmosfera, a mesma velocidade de rotação da Terra real, além de sua superfície ser equipotencial (GEMAEL, 1999). Logo, os elipsoides de revolução baseados
em observações de satélites são definidos por parâmetros geométricos e por parâmetros físicos, como o semieixo maior (a), constante gravitacional geocêntrica
(GM), velocidade angular («) e fator dinâmico de forma (J2) o qual pode ser convertido no achatamento do elipsoide(SNYDER, 1987).
Sistemas de referência
Os sistemas de referência são utilizados para descrever as posições de objetos. Quando é necessário identificar a posição de uma determinada informação na
superfície da Terra são utilizados os Sistemas de Referência Terrestres ou Geodésicos. Estes por sua vez, estão associados a uma superfície que mais se aproxima
da forma da Terra, e sobre a qual são desenvolvidos todos os cálculos das suas coordenadas. As coordenadas podem ser apresentadas em diversas formas: em
uma superfície esférica recebem a denominação de coordenadas geodésicas e em uma superfície plana recebem a denominação da projeção às quais estão
associadas, como por exemplo, as coordenadas planas UTM relacionadas à projeção Universal Transversa de Mercator.
Um Sistema Geodésico de Referência (SGR), do ponto de vista prático, permite que se faça a localização espacial de qualquer feição sobre a superfície
terrestre. O SGR é definido a partir da adoção de um elipsoide de referência, posicionado e orientado em relação à superfície terrestre. A evolução
tecnológica propiciou o melhoramento dos diversos SGRs existentes, tanto no aspecto de definição quanto no de realização do sistema (a definição do
SGR caracteriza-se por um conjunto de convenções junto a um elipsoide ajustado às dimensões da Terra e devidamente orientado, já por realização
entende-se um conjunto de pontos implantados sobre a superfície física da Terra com coordenadas conhecidas). Sob este ponto de vista, tanto as
instituições e empresas voltadas à produção cartográfica quanto os usuários de dados georreferenciados utilizam informações baseadas nos diferentes
sistemas de referência e suas realizações que coexistem no Brasil. Logo, e extrema importância o conhecimento das características e restrições de cada
um destes sistemas.
Sistemas coordenados utilizados em geodésia e superfícies associadas
As coordenadas referidas aos Sistemas de Referência Geodésicos são normalmente apresentadas em três formas: cartesianas, geodésicas (ou
elipsoidais) e planas.
Sistema Geodésico de Referência
Um sistema coordenado cartesiano no espaço 3-D é caracterizado por um conjunto de três retas (x, y e z), denominados de eixos coordenados, mutuamente perpendiculares.
Quando associado a um Sistema de Referência Geodésico, recebe a denominação de Sistema Cartesiano Geodésico (CG) de modo que:
» o eixo X coincidente ao plano equatorial, positivo na direção de longitude 0°;
» o eixo Y coincidente ao plano equatorial, positivo na direção de longitude 90°;
» o eixo Z é paralelo ao eixo de rotação da Terra e positivo na direção norte;
» origem.
Se estão localizadas no centro de massas da Terra (geocentro), as coordenadas são denominadas de geocêntricas, usualmente utilizadas no posicionamento a satélites, como é
o caso do WGS84 (Figura 5).
Fo
nt
e:
 S
ee
be
r, 
20
03
.
Sistemas de coordenadas cartesianas
Figura 5. Coordenadas cartesianas geocêntricas (X,Y,Z)
Independentemente do método utilizado para se representar ou projetar uma determinada superfície no plano, deve-se adotar uma superfície que sirva de referência,
garantindo uma concordância das coordenadas na superfície esférica da Terra. Com esse propósito, deve-se escolher uma figura geométrica regular, muito próxima da forma e
dimensões da Terra, a qual permite, mediante a um sistema coordenado, posicionar espacialmente as diferentes entidades topográficas. Essa figura recebe a denominação de
elipsoide e as coordenadas referidas a ele são denominadas de latitude e longitude geodésicas:
» a latitude geodésica é o ângulo contado sobre o meridiano que passa por P, compreendido entre a normal passante por P e o plano equatorial;
» a longitude geodésica é o ângulo contado sobre o plano equatorial, compreendido entre o meridiano de Greenwich e o ponto P;
» a altitude elipsoidal corresponde à distância de P à superfície do elipsoide medida sobre a sua normal (Figura 6).
Os sistemas coordenados curvilíneos também podem ser representados no espaço 3-D através do sistema cartesiano. O conjunto de formulações que fazem a associação entre
estes dois sistemas (geodésico e cartesiano) constam na Resolução da Presidência da República no 23 de 21/2/1989.
Sistema de Coordenadas Geodésicas
Figura 6. Latitude () e longitude () geodésicas
As superfícies mais utilizadas em Geodésia como referência das altitudes são o geoide e o elipsoide. Define-se por geoide a superfície equipotencial a qual se aproxima
melhor do nível médio dos mares, estendida aos continentes e por elipsoide a superfície matemática (representada por uma elipse biaxial de revolução - elipsoide),
sobre a qual estão referidos todos os cálculos geodésicos. Por questões de conveniência matemática e de facilidades de representação, utiliza-se em algumas situações,
a esfera como uma aproximação do elipsoide.
Recebem a denominação de altitudes elipsoidais aquelas altitudes referidas ao elipsoide. Um exemplo na obtenção destas altitudes é através do GPS. As altitudes
ortométricas são obtidas por nivelamento geométrico e são referidas ao geoide. A separação entre as duas superfícies é conhecida por ondulação geoidal a qual pode
ser obtida através de mapas de ondulação geoidais (na forma analítica ou analógica). A importância dessa entidade reside no fato de que o sistema de altitudes utilizado
no Brasil se refere ao geoide, cabendo, portanto a necessidade do seu conhecimento para redução das altitudes obtidas por GPS.
Figura 7. Superfícies do elipsoide e do geoide.
Fonte: Seeber, 2003.
As coordenadas referidas a um determinado Sistema de Referência Geodésico podem ser representadas no plano através das componentes Norte e
Leste e são o tipo de coordenadas regularmente encontrado em mapas. Para representar as feições de uma superfície curva em plana são necessárias
formulações matemáticas chamadas de projeções. Diferentes projeções poderão ser utilizadas na confecção de mapas, no Brasil a projeção mais
utilizada é a Universal Transversa de Mercator (UTM).
Sistemas de referência clássicos
Historicamente, antes das técnicas espaciais de posicionamento, os referenciais geodésicos, conhecidos pela denominação de “datum1 astro-geodésico
horizontal” -DGH, eram obtidos através das seguintes etapas:
» Escolha de um sólido geométrico (elipsoide de revolução), cujos parâmetros definidores são o achatamento (f) e semieixo maior (a).
Este sólido por sua vez, representará de uma maneira aproximada as dimensões da Terra, no qual serão desenvolvidos os cálculos geodésicos.
Definição do posicionamento e orientação do referencial, feita através de seis parâmetros topocêntricos: as coordenadas do ponto origem (2), a
orientação (1- azimute inicial), a separação geoide-elipsoide (ondulação geoidal) e as componentes do desvio da vertical (meridiana e primeiro
vertical). Estas informações têm por objetivo, assegurar uma boa adaptação entre a superfície do elipsoide ao geoide na região onde o referencial será
desenvolvido. Sendo assim, o centro do elipsoide não está localizado no geocêntro (centro da Terra).
Sistema de Referência Geodésico
A realização (ou materialização) do referencial é feita através do cálculo de coordenadas dos pontos a partir de observações geodésicas de distâncias, ângulos e
azimutes, ou seja, observações de origem terrestre.
As coordenadas geodésicas estão sempre associadas a um determinado referencial, mas não o definem. O conjunto de pontos ou estações terrestres formam as
chamadas redes geodésicas, as quais vêm a representar a superfície física da Terra na forma pontual (CASTANEDA, 1986).
0 posicionamento 3D de um ponto estabelecido por métodos e procedimentos da Geodésia Clássica (triangulação, poligonação e trilateração) é incompleta, na
medida em que as redes verticais e horizontais caminham separadamente. No caso de redes horizontais, algumas de suas estações não possuem altitudes, ou as
altitudes são determinadas por procedimentos menos precisos. Um exemplo de DGH utilizadono Brasil é o SAD 69. Cabe ressaltar que desde 25 de fevereiro de 2015,
o SIRGAS2000 (Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas) é o único sistema geodésico de referência oficialmente adotado no Brasil. Entre 25 de fevereiro
de 2005 e 25 de fevereiro de 2015, admitia-se o uso, além do SIRGAS 2000, dos referenciais SAD 69 (South American Datum 1969) e Córrego Alegre.
O procedimento clássico de definição da situação espacial de um elipsoide de referência corresponde à antiga técnica de posicionamento astronômico, na qual se
arbitra que a normal ao elipsoide e a vertical no ponto origem são coincidentes, bem como as superfícies geoide e elipsoide, induzindo assim, a coincidência das
coordenadas geodésicas e astronômicas. O mesmo pode ser dito para os azimutes geodésico e astronômico (a 0e A0). Nestas condições caracteriza-se a situação
espacial do datum da seguinte forma:
<i>o = ^0 ! = Ao ; h0 = H0
1 Segundo o IBGE (2006) Datum Geodésico é o conjunto de parâmetros que constituem a referencia de um determinado sistema de coordenadas, e que inclui a 
definição do elipsoide de referência e a sua posição relativamente ao globo terrestre.
Os Sistemas de Referência Terrestres, concebidos na era da Geodésia Espacial, possuem características diferentes dos referenciais (ex.: DGH) relatados
anteriormente, mas a sua essência é a mesma no sentido de possuírem uma parte definidora, e atrelada a ela, uma materialização. As etapas
necessárias na obtenção destes sistemas terrestres são:
Adoção de uma plataforma de referência que venha a representar a forma e dimensões da Terra em caráter global. Estas plataformas de referência, os
chamados Sistemas Geodésicos de Referência - SGR, conforme abordado anteriormente, estão fundamentados em um Sistema Terrestre Convencional -
CTS2 associado a constantes geométricas e físicas do campo gravitacional. Um sistema terrestre convencional é um sistema cartesiano geodésico cuja
origem está situada no centro de massa da Terra, sendo, portanto geocêntricos. Eles são derivados de extensas observações do campo gravitacional
terrestre a partir de observações a satélites, fornecendo assim, o fundamento preciso para a organização de toda informação pertinente a Terra. Eles
são definidos por modelos, parâmetros e constantes (ex.: um sistema de coordenadas cartesianas geocêntrico - CTS e constantes do GRS80). De tempos
em tempos é adotado um novo SGR pela IUGG - International Union of Geodesy and Geophysics, sendo este baseado nas últimas informações coletadas
sobre o campo gravitacional terrestre.
Sistemas de Referência Terrestres
Atualmente o SGR adotado pela IUGG é o GRS80. Além das constantes geométricas definidoras, os SGRs modernos passam a ser definidos também
por constantes físicas. Considerando a Terra um corpo com rotação e massa, a melhor aproximação física é definida através de quatro parâmetros,
sendo eles: raio equatorial (o equivalente ao semieixo maior do elipsoide de referência), constante gravitacional geocêntrica GM (com ou sem
atmosfera), o harmônico zonal de segunda ordem do potencial gravitacional da Terra (J2), ou o achatamento terrestre (f) e a velocidade de rotação da
Terra («). Estas constantes estão implicitamente relacionadas às órbitas dos satélites, que por sua vez são usadas para definir as coordenadas de
pontos na superfície da Terra.
A materialização de um sistema de referência terrestre geocêntrico é dada da mesma forma que um DGH, ou seja, através das redes geodésicas.
Entretanto, os métodos e procedimentos utilizados no estabelecimento de coordenadas são as técnicas espaciais de posicionamento, como por
exemplo o VLBI (Very Long Baseline Interferometry), SLR (Satelite Laser Range) e o GPS. Estas técnicas possuem duas vantagens perante as outras
terrestres. A primeira consiste no posicionamento 3D de uma estação geodésica, e a segunda é a alta precisão fornecida às coordenadas, surgindo
como consequência uma quarta componente, associada à época de obtenção das coordenadas.
Sendo assim, as coordenadas das estações que compõem a materialização de um sistema de referência terrestre geocêntrico, possuem quatro
componentes, três de definição espacial e uma de definição temporal, eventualmente, as velocidades vêm a descrever as variações dos valores das
coordenadas com o tempo. Um exemplo prático de sistema de referência terrestre o qual é realizado anualmente através do IERS Terrestrial Reference
Frame (ITRF), uma rede de estações fiduciais implantadas por todo mundo, nas quais estão instalados sistemas de medidas SLR, LLR, VLBI e GPS.
.
O processo de estimativa das coordenadas dos pontos físicos com respeito à definição de um determinado referencial é acompanhado pelo cálculo de
uma rede que relaciona os pontos levantados. O resultado, estabelecido por meio de um ajustamento de observações, é um conjunto de valores de
coordenadas para as estações que constituem a materialização do SGR. Usualmente, é comum adotar uma única denominação para definição e
materialização do sistema, como é o caso do SAD 69 que será comentado posteriormente. Deste modo, vários ajustamentos de redes geodésicas
podem ser realizados em um mesmo referencial definido com diferentes injunções, ou os mesmos dados podem ser ajustados com respeito a várias
definições.
Materialização de um sistema de referência
Define-se por Sistema Geodésico Brasileiro - SGB, o conjunto de pontos geodésicos implantados na porção da superfície terrestre delimitada pelas
fronteiras do país. Em outras palavras é o sistema ao qual estão referidas todas as informações espaciais no Brasil.
O estabelecimento do Sistema Geodésico Brasileiro (SGB) foi iniciado na década de 1940. O SGB caracteriza-se pelo conjunto de estações que
representam o controle horizontal e vertical necessários à localização e representação cartográfica no território brasileiro, seu estabelecimento e
manutenção são atribuições do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística IBGE - por meio de seu Departamento de Geodésia (IBGE, 2000). A
materialização do Sistema Geodésico Brasileiro dá-se por intermédio das Redes Geodésicas Brasileiras (RGB): Rede Horizontal, Rede Vertical e Rede
Tridimensional (Rede Nacional GPS, Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo - RBMC), que são formadas pelos conjuntos de estações e coordenadas
geodésicas.
A seguir serão descritas as características dos sistemas geodésicos que já foram utilizados oficialmente no Brasil: Sistema Córrego Alegre e Sul
Americano de 1969 (SAD 69)
Sistema Geodésico Brasileiro
O Sistema com Datum Córrego Alegre, oficialmente adotado pelo Brasil da década de 1950 até a década de 1970, foi definido a partir de um
ajustamento, pelo método dos correlatos ou equações de condição, da Rede Horizontal do SGB. Na definição deste sistema adotou-se como superfície
de referência o Elipsoide Internacional de Hayford de 1924, com semieixo maior a= 6 378 388 m e achatamento f= 1/297 (IBGE, 1996). Como ponto
origem foi escolhido o vértice Córrego Alegre, no qual o posicionamento e a orientação do elipsoide de referência foram feitos astronomicamente.
Neste vértice adotaram-se valores nulos para as componentes do desvio da vertical e para a ondulação geoidal, com isso aplicando-se as equações
apresentadas anteriormente verifica-se que as coordenadas geodésicas (^, X) do ponto ficam iguais às suas coordenadas astronômicas (^A, XA):
» Latitude ^ = ^A = 19o 50’ 14,91” S;
» Longitude X = XA = 48o 57’ 41,98” W.
A altitude ortométrica do vértice Córrego Alegre é 683,81 m (IBGE, 1996).
Sistema com Datum córrego alegre
O Sistema Córrego Alegre é de grande importância, pois ainda existe no país um grande número de documentos cartográficos e coordenadas referidas a ele. Apesar de
o Sistema Córrego Alegre não ser mais o sistema de referência oficial no Brasil, estas cartas vêm sendo atualizadas e novos produtos foram sendo gerados com base
neste sistema. Além disso, o apoio terrestre e sua densificação também são utilizadospara a geração de produtos em escalas maiores. A realização do Sistema Córrego
Alegre de precisão compatível com as técnicas e equipamentos da época, aliada à menor precisão da densificação do apoio terrestre, faz com que os produtos gerados
com base neste sistema, principalmente os em escalas grandes, percam em qualidade quando comparados aos produtos gerados com base em sistemas de referência
e tecnologias mais atuais.
Salienta-se que historicamente existiu um sistema de referência provisório entre Córrego Alegre e SAD 69, que foi o Astro Datum Chuá e que algumas cartas foram
editadas neste sistema. Na época foram estabelecidas estações gravimétricas na região do vértice Córrego Alegre objetivando o melhor conhecimento do geoide na
região e a adoção de um novo ponto origem. Como resultado destas pesquisas foi escolhido um novo datum, o vértice Chuá, e através de um novo ajustamento foi
definido o novo sistema de referência, denominado de Astro Datum Chuá. Este sistema tinha como ponto origem o vértice Chuá, como elipsoide de referência o de
Hayford e foi estabelecido com o propósito de ser um ensaio ou referência para a definição do SAD 69 (IBGE, 2001D).
A resolução PR no 22, de 21 de julho de 1983, traz os parâmetros de transformação entre os sistemas Córrego Alegre e SAD 69. Estes parâmetros consistem em três
translações, que do Sistema Córrego Alegre para o SAD 69 são:
» Translação em X(AX) = -138,70 m
» Translação em Y(AY) = 164,40 m
» Translação em Z(AZ) = 34,40 m
Essa mesma resolução traz como modelo matemático, para a transformação de coordenadas entre sistemas geodésicos de referência, as equações diferenciais
simplificadas de Molodensky, cujo modelo matemático não será explorado neste Caderno de Estudos.
Quadro 2. Coordenadas do Vértice Chúa.
ASTRONÔMICA GEODÉSICA
Latitude 19° 45' 41,34” S ±0,05” 19° 45' 41,6527” S
Longitude 48° 06' 07,80” W ±0,08” 48° 06' 04,0639” W
Azimute ao vértice 
Uberaba 271° 30' 05,42” ±0,21” 271° 30' 04,05”
(contado a partir do ponto 
Sul)
Altura geoidal N = 0 m
Fonte: Fischer, 1973.
Os valores das componentes do desvio da vertical são (OLIVEIRA, 1998): » 
• componente meridiana Ç= 0,31” ;
• componente primeiro vertical n= -3,52”.
O Datum sul americano de 1969 (SAD 69)
A utilização do SAD 69 como sistema de referência único para a América do Sul foi recomendada em 1969 devido à aprovação do relatório final do
Grupo de Trabalho
sobre o Datum Sul Americano, pelo Comitê de Geodésia reunido na XI Consultoria Pan-americana sobre Cartografia, em Washington, EUA (CASTANEDA,
1986, p. 68). O Projeto do Datum Sul Americano subdividiu-se em duas etapas (FISCHER, 1973):
» estabelecimento de um sistema geodésico cujo elipsoide apresentasse boa adaptação regional ao geoide;
» ajustamento de uma rede planimétrica de âmbito continental referenciada ao sistema definido.
Na definição do sistema adotou-se como modelo geométrico da Terra o Elipsoide de Referência Internacional de 1967, recomendado pela Associação
Internacional de Geodésia (International Association of Geodesy - IAG), definido pelos parâmetros (IBGE, 1998, p. 3):
» semieixo maior a= 6 378 160,000 m;
» com o achatamento (1/298,247167427) aproximado para o valor f= 1/298,25.
A definição da origem e a orientação do elipsoide de referência foram feitas de forma a minimizar as diferenças em relação ao geoide no continente sul-
americano (IBGE, 2000). Como ponto de origem adotou-se o vértice de triangulação Chuá, cujas coordenadas astronômicas e geodésicas são
apresentadas no Quadro 2:
No vértice Chuá foram determinadas as componentes do desvio da vertical e estabeleceu-se valor nulo para a ondulação geoidal.
As coordenadas do vértice foram determinadas astronomicamente e com o conhecimento dos valores das componentes do desvio da vertical.
O primeiro ajuste realizado em ambiente computacional, para o estabelecimento do SAD 69, foi feito pelo DMA - Defense Mapping Agency através do
sistema computacional Horizontal HAVOC - Adjustment by Variation of Coordinates. A rede geodésica brasileira foi dividida em 10 áreas de ajuste, que
foram processadas em blocos separados em consequência das limitações computacionais da época (IBGE, 1996).
Numa segunda etapa, os dados de novos levantamentos geodésicos, provenientes da densificação da Rede Horizontal, foram ajustados no programa
USHER - Users System for Horizontal Evaluation and Reduction. Neste caso eram consideradas fixas as coordenadas das estações já existentes (COSTA;
S.M.A, 1999). Este procedimento insere distorções nas coordenadas das estações uma vez que os erros sistemáticos são propagados através dos
diversos ajustes. Basicamente, as distorções existentes na rede clássica ocorreram devido a três principais causas (IBGE, 1996): fraca geometria das
redes clássicas; ausência de um modelo geoidal preciso para a redução das observações geodésicas ao elipsoide; e métodos de ajustamento aplicados.
Na década de 1970 iniciou-se no Brasil o uso dos sistemas de posicionamento por satélites através do sistema TRANSIT. Foram realizadas observações
Doppler em estações da rede geodésica de alta precisão com a finalidade de estimar parâmetros de transformação entre o SAD 69 e o NSWC 9Z2
(sistema associado às efemérides precisas do sistema TRANSIT) (CASTANEDA, 1986, p. 36). Posteriormente foram estabelecidas estações na região
amazônica onde não era possível a prática dos procedimentos clássicos.
De uma forma bem abrangente, a realização do SGB, até o início da década de 1990, foi obtida pelos procedimentos clássicos de triangulação e
poligonação, tendo como observações básicas: direções horizontais, ângulos verticais, distâncias e valores astronômicos - coordenadas e azimutes
(OLIVEIRA, 1998); além de pontos estabelecidos com o sistema TRANSIT. Finalmente, em 1991 o IBGE adotou o GPS em seus trabalhos geodésicos
(COSTA, 1999).
A posição e a orientação do elipsoide adotado como o de referência pode ser com relação a Terra como um todo, geralmente estes elipsoides são geocêntricos, ou seja, o seu centro
geométrico é definido como coincidente com o centro de massa da Terra para uma dada época. Existe, entretanto, outra família de elipsoides cujo propósito não é representar a Terra
como um todo e sim se ajustar a certa região, como por exemplo, a um país, grupo de países ou continente. Devido a isso o elipsoide não é geocêntrico. Neste caso, o posicionamento e a
orientação são feitos através de seis parâmetros topocêntricos: as coordenadas de um ponto origem, orientação (azimute inicial), separação geoide-elipsoide (ondulação geoidal), e as
componentes do desvio da vertical (componente meridiana Ç e componente primeiro vertical n) (COSTA; S.M.A, 1999, p. 17).
No Sistema Córrego Alegre a orientação do elipsoide deu-se de maneira totalmente arbitrária, ou seja, estabelecendo-se valores nulos para a ondulação geoidal e para as componentes
do desvio da vertical no Datum, pois na época era a única forma de realização possível na prática. As coordenadas do vértice Córrego Alegre foram determinadas astronomicamente e
estas coordenadas astronômicas foram transformadas em coordenadas geodésicas através das seguintes equações (GEMAEL, 1999):
Conhecida como equação de Laplace e através da qual é possível transformar um azimute astronômico em geodésico.
Posição e orientação do elipsoide de referência
Com a imposição do valor nulo para as componentes do desvio da vertical no Datum, as coordenadas geodésicas deste vértice ficaram iguais às suas
coordenadas astronômicas. Devido à orientação arbitrária, existia uma boa adaptação elipsoide geoide na região de Minas Gerais e São Paulo, porém à
medida que se caminhava para o Norte ou para o Sul, distanciando-se da origem, as discrepâncias ficavam bastante evidenciadas.
No SAD 69 a orientação do elipsoide deu-se de forma parcialmente arbitrária, determinando-se os valores das componentes do desvio da vertical e
estabelecendo-se valor nulo para a ondulação geoidal no Datum (vérticeChuá). Através de uma determinação astronômica em Chuá e conhecendo-se
os valores das componentes Ç e n foi possível calcular as coordenadas geodésicas do vértice por meio das equações apresentadas anteriormente. Neste
caso, procurou-se posicionar e orientar o elipsoide de forma a obter uma boa adaptação entre a superfície do elipsoide e o geoide na América do Sul e,
principalmente, de forma a obter um melhor ajustamento entre as altitudes elipsoidicas e ortométricas nas bordas oceânicas.
O elipsoide devidamente ajustado às dimensões da Terra e orientado torna-se um referencial adequado para a atribuição de coordenadas a pontos
sobre a superfície física da Terra. As coordenadas de um ponto P, referidas ao elipsoide, são ditas coordenadas geodésicas: latitude (^P), longitude (AP)
e altitude geométrica ou elipsoidal (hP). Porém, um terno cartesiano pode ser associado ao elipsoide, como mostra a Figura 8, logo o ponto P também
pode ser definido por suas coordenadas cartesianas X , Y e Z .
Figura 8. Coordenadas Geodésicas e Cartesianas de um Ponto sobre a Superfície física da Terra.
Fonte: Seeber, 2003.
Coordenadas geodésicas de um ponto
A adoção de um referencial geocêntrico no Brasil objetiva o atendimento dos padrões globais de posicionamento espacial na superfície terrestre. Com
isso, fica garantida a manutenção da qualidade dos levantamentos GPS realizados em território nacional, uma vez que manter o seu referenciamento ao
SAD 69 implicaria em degradação de precisão. Outro fator determinante diz respeito à necessidade de se buscar uma compatibilidade com os demais
países sul-americanos, adotando-se no continente um referencial geodésico único para as atividades cartográficas, o mesmo que se buscou fazer na
década de 1970 com o SAD 69. Até o advento da Geodésia por satélites, nas décadas de 1960 e 1970, a diferença entre os centros dos elipsoides de
referência, adotados nos mais diversos SGRs nacionais, e o centro de massa da Terra não era realmente conhecida. Devido a isso, eram determinadas
orientações locais para cada sistema geodésico de referência. Esta era a única forma de realização possível na prática e foi válida para vários sistemas de
referência nacionais que foram desenvolvidos nesta mesma época em todo o mundo.
No final da década de 1980 e na década de 1990, o uso crescente do GPS e as distorções causadas na materialização dos sistemas de referência
nacionais evidenciaram as inconsistências existentes entre estes e os sistemas de referência internacionais (sistemas baseados na adoção de elipsoides
geocêntricos) (OSG, 2000). Além disso, as demais técnicas de posicionamento geodésico atingiram um alto grau de precisão o que tornou necessária a
adoção de sistemas de referência que possibilitassem um georreferenciamento global, de forma a compatibilizar e promover a integração das
informações internacionalmente e que considerem a variação temporal das coordenadas de acordo com a dinâmica terrestre, de forma a tomar
vantagem da alta precisão oferecida pelos atuais sistemas de posicionamento global.
Adoção de um Sistema de Referência Geocêntrico para América do Sul
Dessa maneira, um sistema geodésico de referência moderno deve ser definido com base na adoção de um elipsoide de revolução cuja origem coincida com o centro de massas da Terra
e deve ser materializado através de uma rede de estações com coordenadas geodésicas tridimensionais conhecidas. Atualmente, o modelo geométrico de referência recomendado pela
Associação Internacional de Geodésia (IAG) é o GRS80 (Geodetic Reference System, 1980) e o referencial mais preciso é o Terrestrial Reference System - ITRS do IERS (International Earth
Rotation Service) cuja materialização é chamada de ITRF International Terrestrial Reference Frame. O ITRS é materializado periodicamente devido à variação temporal das coordenadas
das estações, com isso sua denominação vem sempre acompanhada do ano em que foi estabelecido (IBGE, 2000).
Um dos critérios de escolha do novo referencial era que a sua existência/manutenção não dependesse simplesmente de uma única técnica de posicionamento, como é o caso do
WGS84, dependente somente do GPS. Além disso, o novo referencial deveria atender às precisões para a Geodésia, e não somente para a cartografia. Esses fatos levaram a opção pela
adoção do SIRGAS. (Figura 9).
Tendo em vista os aspectos evidenciados anteriormente, muitos países já adotaram sistemas de referência geocêntricos, como por exemplo: Austrália, Estados Unidos, Canadá, países da
Europa, África do Sul, Nova Zelândia (OSG, 2000) e Argentina. Neste sentido, o projeto SIRGAS (Sistema de Referência Geocêntrico para a América do Sul) foi criado na Conferência
Internacional para Definição de um Datum Geocêntrico para a América do Sul, realizada em outubro de 1993 em Assunção, Paraguai, e teve estabelecidos os seguintes objetivos (IBGE,
1997):
» definir um sistema de referência geocêntrico para a América do Sul;
» estabelecer e manter uma rede de referência;
» definir e estabelecer um datum geocêntrico.
Com vistas a atender os objetivos mencionados foram adotadas, durante a conferência, as seguintes definições:
» Sistema de Referência SIRGAS: Materialização do International Terrestrial Reference System (ITRS) na América do Sul via estações GPS, propiciando uma rede continental vinculada a
um International Terrestrial Reference Frame (ITRF) em dada época;
» Modelo geométrico geocêntrico: eixos coordenados baseados no ITRS e parâmetros do elipsoide GRS80.
Figura 9. Diferenças na definição dos referenciais: local - SAD 69 e geocêntricos (WGS84, ITRFyy e SIRGAS).
Com vistas a atender os objetivos mencionados foram adotadas, durante a conferência, as seguintes definições:
» Sistema de Referência SIRGAS: Materialização do International Terrestrial Reference System (ITRS) na América do Sul via estações GPS,
propiciando uma rede continental vinculada a um International Terrestrial Reference Frame (ITRF) em dada época;
» Modelo geométrico geocêntrico: eixos coordenados baseados no ITRS e parâmetros do elipsoide GRS80.
A realização inicial do sistema SIRGAS é composta por 58 estações distribuídas pelo continente Sul Americano, conforme mostra a Figura 10, onze
destas estações estão
localizadas no Brasil, sendo que nove delas coincidem com estações da Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo - RBMC.
As coordenadas das estações SIRGAS foram determinadas através de uma campanha GPS realizada no período de 26 de maio a 4 de junho de 1995 e
referidas ao ITRF94, época 1995,4 (IBGE, 2000).
No período de 10 a 19 de maio de 2000 foi realizada a campanha SIRGAS 2000, tendo em vista a manutenção do SIRGAS como “referencial geodésico
capaz de atender aos padrões atuais de posicionamento”, além de atender à componente altimétrica do SIRGAS. Esta componente altimétrica surgiu
visando a definição e implantação de um sistema altimétrico único para a América do Sul. Na campanha de 2000 foram reocupadas as estações da
campanha de 1995, ocupadas estações próximas aos marégrafos que definem o referencial altimétrico em cada país e ocupadas estações altimétricas
próximas às fronteiras entre os países. Esta nova campanha é composta por 184 estações situadas na América do Sul, América Central e América do
Norte (IBGE, 2001A) conforme mostra a Figura 11. De acordo com resolução tomada durante o IAG Symposium on Vertical Reference Systems,
Cartagena 2001, o Sistema SIRGAS passou a ser denominado Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas.
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Figura 10. Rede SIRGAS 1995
FONTE: IBGE, 2000.
Segundo Fortes (2000), a rede SIRGAS constitui-se numa das redes geodésicas continentais mais precisas do mundo. O WGS 84 (G873) possui
características muito próximas ao SIRGAS, podendo ambos, para efeitos práticos da cartografia, serem considerados como equivalentes, o que não é
válido quando se trata de fins científicos. O WGS 84 já sofreu duas atualizações, desde o estabelecimento do sistema GPS,nessas atualizações o
objetivo foi aproximá-lo ao ITRF, por ser este último o mais preciso. Para fins cartográficos, a realização atual do WGS 84 pode ser considerada
coincidente com as realizações do ITRS, uma vez que a diferença entre coordenadas de um ponto referidas aos dois sistemas está estimada em algo
menor do que cinco centímetros. Tendo em vista que o SIRGAS constitui uma densificação do ITRF94 na América do Sul, a mesma coincidência com o
WGS 84 pode ser assumida, conforme o exposto anteriormente (IBGE, 2000).
Figura 11. Vetores de deslocamento horizontal de SAD 69 para o referencial geocêntrico SIRGAS 2000.
Fonte: IBGE, 2001.
A adoção do SIRGAS segue uma tendência atual tendo em vista as potencialidades do GPS e facilidades para os usuários, pois com um sistema geocêntrico as coordenadas
obtidas com GPS relativamente a esta rede podem ser aplicadas diretamente a todos os levantamentos, evitando a necessidade de transformações e integração entre os
dois referenciais (FREITAS; DALAZOANA, 2000).
A densificação da Rede SIRGAS é feita a partir da integração das redes geodésicas individuais dos países da América do Sul à Rede de Referência SIRGAS. Esta integração é
importante para a verificação das distorções locais. A integração das redes nacionais com o SIRGAS vem sendo feita na Colômbia com o projeto MAGNA (Marco
Geocêntrico de Referência Nacional) e na Argentina com o projeto POSGAR (Posiciones Geodésicas Argentinas). Estes países optaram pelo desenvolvimento de novas
redes. No Uruguai, a rede planimétrica de 1a ordem foi ajustada no sistema SIRGAS em 1998, obtendo-se parâmetros de transformação entre os dois sistemas e já estão
sendo produzidos os primeiros produtos cartográficos em SIRGAS (COSTA, 2000).
Diferenças de coordenadas horizontalmente entre o SAD 69 e o SIRGAS 2000 é de aproximadamente 65 metros ao longo do país, na direção
nordeste, conforme apresentado na Figura a seguir.
Na Venezuela, o projeto REGVEN (Red Geocêntrica Venezolana) tem como objetivo o estabelecimento de uma rede geodésica de alta precisão caracterizada como uma 
densificação da rede SIRGAS. O sistema denominado SIRGAS-REGVEN foi oficialmente adotado na Venezuela em 1o de abril de 1999 em substituição ao PSAD 56 (La 
Canoa). A REGVEN vem sendo densificada desde 1995 e já foram determinados parâmetros de transformação entre SIRGAS-REGVEN e PSAD 56 (La Canoa), uma vez 
que existem muitos vértices de triangulação e poligonação referidos ao antigo sistema. Para o
estabelecimento da REGVEN foram realizadas duas campanhas GPS, simultâneas às campanhas SIRGAS de 1995 e 2000 (IGVSB, 2001).
As consequências da adoção do referencial geocêntrico para o mapeamento sistemático, ou seja os deslocamentos entre SAD 69 e SIRGAS são apresentados no
Quadro 3, segundo a escala da carta.
Quadro 3. Efeito da mudança média de coordenadas - 65 metros, de SAD 69 para um sistema geocêntrico em
diferentes escalas do mapeamento.
Fonte: IBGE, 2001.
ESCALA 1: Deslocamento em mm
1.000.000 0,065
500.000 0,13
250.000 0,26
100.000 0,65
50.000 1,30
25.000 2,60
10.000 6,5
5.000 13,0
2.000 32,5
1.000 65,0
No passado oficialmente, foram adotados três referenciais geodésicos: Córrego Alegre, Chuá Astro Datum e SAD 69. Cronologicamente, o Córrego
Alegre foi o primeiro SGR horizontal a ser utilizado no Brasil, até a década de 1970. Por um curto período que antecedeu o SAD 69, foi adotado o Chuá
Astro Datum e, a partir de 1977, o SAD 69 passou a ser utilizado nos trabalhos de Geodésia e Cartografia do país. Uma parte significativa do acervo
cartográfico relativo ao mapeamento topográfico do país encontra-se ainda hoje nesses sistemas, conforme Quadro 4.
Quadro 4. Acervo Cartográfico em Córrego Alegre e SAD 69 ainda em uso no Brasil.
ESCALA DA CARTA
QUANTIDADE DE CARTAS
CÓRREGO 
ALEGRE
SAD 69
1: 1000 000 46
1 : 250 000 320 397
1 : 100 000 115 963
1 : 50 000 1262 313
1 : 25 000 148 240
Total 2891 1913
Fonte: Modificado de IBGE 2000
Estacões de controle ativo
Essas estações funcionam, de modo permanente e contínuo, como um ponto de coordenadas conhecidas para serem utilizadas no processamento diferencial,
possibilitando aos usuários que possuam apenas um receptor, desenvolver suas atividades de posicionamento dentro da região atendida, adquirindo posteriormente o
arquivo coletado pela Estação de Controle Ativo na estação mais próxima do seu local de interesse.
Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo (RBMC)
O IBGE, dentro de suas atribuições de gerenciamento do SGB implantou uma rede de estações GNSS, com coordenadas de precisão geodésica, melhor do que
1:100.000.
Figura 12. Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo dos Sistemas GNSS - RBMC.
Estações operantes 
Estações em estado de advertência
Estações inoperantes (sem dados 
há mais de 6 dias)
Fonte: Modificado de IBGE. Disponível em:
<http://www.ibge.gov.br/home/geociendas/geodesia/rbmc/rbmc_est.php>. Acesso em: 4 set. 2015.
Redes de apoio ao posicionamento
http://www.ibge.gov.br/home/geociencias/geodesia/rbmc/rbmc_est.php
As estações, com raio de ação de 500 km, equipadas com receptores de dupla frequência, funcionam de forma permanente coletando e armazenando dados dos satélites. Os
arquivos de dados podem ser obtidos pela internet, sendo que o caminho para acesso inicia no endereço eletrônico <www.ibge.gov.br>, após procura-se Geociências e depois
Geodésia e depois RBMC - Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo.
São fornecidos dois tipos de arquivos. Um com as informações da estação solicitada tais como coordenadas geodésicas e altura da antena cujo nome é XXXXSAD.PDF (20 Kb),
sendo XXXX o nome da estação e outro arquivo que contém as informações para cada dia, identificados como XXXXDDD1.ZIP (1100 Kb) e DDD significa o dia Juliano do ano e 1
significando arquivo único (24 horas). Cada arquivo compactado contém 3 arquivos no formato RINEX: o arquivo de observações (XXXXDDDD.AAO) e o arquivo de navegação
(XXXXDDDD.AAN).
Por exemplo, o arquivo de informações da estação de Santa Maria - RS é SMARSAD. PDF e os dados serão encontrados dentro de um arquivo, baixado (download) para o
computador do usuário de nome SMAR0851.ZIP, após a digitação da data desejada. Os arquivos a serem extraídos terão o nome SMAR0851.04O e SMAR0851.04N, que
correspondem aos arquivos RINEX dos dados de observação no dia 25 de março, gravados a uma taxa de 15 segundos e o arquivo dos dados de navegação correspondente.
Figura 15. Arquivo de observação – Bases da RBMC – IBGE. 
Fonte: IBGE – RBMC-2002. 
 
13
http://www.ibge.gov.br/
A Rede INCRA de Bases Comunitárias do GNSS - RIBaC é um conjunto de estações ativas de referência do GNSS, implantadas em diversos pontos do território brasileiro e tem o
propósito auxiliar a execução dos serviços de georreferenciamento, fornecendo correções relativa e diferencial das observações coletadas pelos receptores de sinais do GNSS,
em qualquer dia, a qualquer hora, permitindo que correções pós-processadas sejam efetuadas, por qualquer usuário, sem ter que se deslocar para o ponto de referência
escolhido. (Figura 17).
Projetada inicialmente para funcionar com 80 estações, 45 já instaladas, das quais 32 se encontram em operação plena, homologadas pelo IBGE, órgão gestor do Sistema
Geodésico Brasileiro. Ao final da instalação de todas as 80 estações, a distância média entre as mesmas será de 250 km. A RIBaC é constituída por receptores próprios do
INCRA, de dupla frequência (L1/L2), que acessam observações do GPS (15 estações), incluindo as observáveis L2C e L5 e do GLONASS também (65 estações). As observáveis do
GPS/GLONASS são acumuladas discretamente (a cada segundo) por cada uma das estações de referência e são publicadas a cada hora plena, pelo servidor da RIBaC, com taxa
de gravação de 5 segundos. Cada arquivo publicado, após a compactação (.zip), ocupa, em média, um espaço de 260 kb e são disponibilizados no formato RINEX.
Figura 14. Distribuição das bases da Rede RIBaC.
Fonte: RIBaC, INCRA.Rede INCRA de Bases Comunitárias do GNSS - (RIBaC)
Os arquivos de dados podem ser obtidos pela internet, sendo que o caminho para acesso inicia no endereço eletrônico <www.incra.gov.br>, após procura-se Serviços
e Informações e depois RIBaC - Rede Incra de Bases Comunitária s do GPS. Os dados das estações de referência da RIBaC, são armazenados com uma taxa de gravação
de 5 segundos, com a seguinte nomenclatura dos arquivos: BAMMDDHH.ZIP, onde B significa que trata-se de um arquivo da estação base da rede ativa; A é o último
algarismo do ano corrente; MM é o mês corrente; DD é o dia corrente e HH é a hora Greenwich em que o arquivo foi gerado.
Neste arquivo, encontram-se dois outros arquivos: o arquivo de dados de observação, com o nome BAMMDDHH.AAo e o arquivo dos dados de navegação com o
nome de BAMMDDHH.AAn, nos quais AA significa o ano corrente, lembrando que cada arquivo corresponde a 1 (uma) hora de observação e portanto deverão existir
24 arquivos por cada dia de coleta de dados dos satélites. Exemplo: B4032710.ZIP é um arquivo da estação base contendo 1 hora de observações, iniciado às 10 horas
da manhã (horário de Greenwich) do dia 27 de março do ano 2004. A Figura 18 abaixo traz um exemplo da configuração do arquivo de observação feito pela RIBaC.
 
Figura 17. Arquivo de observação – Bases da RIBaC – INCRA. 
 
 
Fonte: INCRA-RIBaC – 2008. 
15
http://www.incra.gov.br/
A rede é composta de 13 estações estão distribuídas ao longo do litoral brasileiro, que transmitem sinais continuamente com correções para DGPS, no
formato RTMC-SC104 (Radio Technical for Marine Services Communications Special Commitee 104). O alcance é de 1000 km no mar e de 300 km no
continente, dependendo da topografia. A transmissão dos sinais ocorre na frequência de transmissão na faixa exclusiva de 285¬315 kHz, sendo gratuito
e no caso do GPS, exige receptor específico de sinais RTMC.
Figura 16. Faróis da Marinha - dados utilizados para o posicionamento diferencial em tempo real com a utilização
do código C/A.
Fonte: Mornco, 2000.
Rede faróis da marinha
O Grupo de Estudo em Geodésia Espacial (GEGE) da Universidade Estadual Paulista (Unesp), campus de Presidente Prudente, em parceria com pesquisadores da Escola Superior de
Agricultura “Luiz de Queiroz” (Esalq), da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (Poli/USP) e do Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC) do Instituto Nacional
de Pesquisas Espaciais (Inpe), implantaram a primeira rede de estações GNSS ativa do Estado de São Paulo. Essa rede de receptores GNSS foi desenvolvida para fins de pesquisa, mas
pode contribuir para melhorar a aplicação de sistemas de navegação por satélite em setores como os de agricultura de precisão, posicionamento terrestre, aéreo e offshore e previsão
de tempo, entre outros.
A rede GNSS-SP, como é chamada, conta com 20 estações ativas, localizadas em diversos municípios paulistas.
Rede GNSS do estado de São Paulo
Figura 17. Rede GNSS-SP.
Fonte: <http://www.fct.unesp.br/#!/pesquisa/grupos-de-estudo-e-pesquisa/gege/rede-gnss-sp2089/> Acesso em: 2 jul. 2015.
http://www.fct.unesp.br/%23!/pesquisa/grupos-de-estudo-e-pesquisa/gege/rede-gnss-sp2089/
Em cada uma dessas estações há um receptor GNSS conectado com a internet, que rastreia um conjunto de satélites GNSS em operação - como o GPS,
dos Estados Unidos, e Glonass, da Rússia - e captam em tempo real sinais eletromagnéticos que enviam para a Terra.
Os sinais dos satélites recebidos pelos receptores são remetidos para o centro de processamento e armazenamento de dados, localizado no campus da
Unesp em Presidente Prudente, e disponibilizados em uma plataforma on-line para usuários cadastrados para utilização em pesquisa.
Dados de algumas estações também são enviados para o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), que os disponibiliza para o público em
geral por meio da Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo (RBMC). Os dados de satélites fornecidos pelas estações GNSS também podem ser
usados a partir da própria estação como referência para realização de posicionamento relativo.
Algumas dessas estações estão equipadas com estações Meteorológicas automáticas, cujos dados são utilizados no contexto de GNSS/Meteorologia.
Quase todas as estações instaladas possuem suas coordenadas homologadas pelo IBGE. Para obter essas coordenadas, clique nas estações e acesse as
descrições do IBGE.
Quadro 5. Estações da Rede GNSS SP homologadas pelo IBGE.
Cidade Station(Sigla) Code SAT(IBGE) Lat. Lon.
Araçatuba SPAR 99540 -21°11' -50°26’
Botucatu SPBO 99537 -22°51' -48°26’
Cachoeira Paulista CHPI 93920 -22°41' -44°59’
Campinas SPCA 99520 -22°48' -47°03’
Cananéia NEIA 91716 -25°01' -47°55’
Dracena SPDR 99586 -21°27' -51°33’
Ilha Solteira ILHA 96037 -20°25' -51°20’
Jaboticabal SPJA 99539 -21°14' -48°17’
Lins SPLI 99587 -21°40' -49°44’
Ourinhos OURI 96039 -22°56' -49°53’
Piracicaba SPPI 99588 -22°42' -47°37’
Presidente 
Prudente PPTE 93900 -22°07' -51°24’
Rosana ROSA 96041 -22°31' -52°57’
São José do Rio 
Preto SJRP 96042 -20°47' -49°21’
São Paulo POLI 93800 -23°33' -46°43’
Sorocaba SPSO 99589 -23°29' -47°25’
Tupã SPTU 99590 -21°56' -50°30’
Ubatuba UBA1 91902 -23°30' -45°07’
Fonte: GEGE-Unesp <http://www.fct.unesp.br/#!/pesquisa/grupos-de-estudo-e-pesquisa/gege/rede-gnss-sp2089/>. Acesso em: 4 set. 2015.
http://www.fct.unesp.br/%23!/pesquisa/grupos-de-estudo-e-pesquisa/gege/rede-gnss-sp2089/
As estações estão disponibilizando dados em tempo real na Internet, utilizando o protocolo NTRIP (Networked Transport of RTCM via Internet
Protocol). Os interessados em obter os dados dessas estações em tempo real poderão acessar a página do BKG (Federal Agency for Cartography and
Geodesy - Alemanha) e localizar as informações sobre o NTRIP. Deve então baixar o aplicativo BKG_Ntrip_Client (BNC) ou
GNSS_Internet_Radio_para_instalação. Os dados das estações dessa rede estão na sub-rede denominada <www.igs-ip.net> (Rede BRA Misc). Mas eles
podem também ser obtidos diretamente da página FCT/UNESP, onde se tem instalado o NTripCaster. Para tanto, deve obter autorização de uso. Os
usuários interessados em participar nesta fase de testes deverão enviar um e-mail para gege@fct.unesp.br manifestando interesse em usar os dados,
bem como descrevendo o fim a que se destina. Adicione a essas informações: Instituição, nome, usuário e senha.
Para o monitoramento dessa rede, a FCT/UNESP dispõe de dois softwares comerciais (Leica-Spider e Trimble-GPSNet). Os receptores das estações
possuem tecnologia que possibilita a sua conexão direta à Internet, e os dados coletados são enviados diretamente a um computador central,
responsável pelo gerenciamento e armazenamento dos mesmos, bem como de sua conversão para o formato RINEX e Hatanaka, o qual é de uso
geral. Além disso, foram desenvolvidas rotinas auxiliares para disponibilizar os dados compactados a cada hora (taxa de coleta de 1 segundo) e
por dia (taxa de coleta de 15 segundos), automaticamente na Internet.
Na página do GEGE é informado que a rede, apesar de apropriada, não é totalmente adequada para uso operacional, pois falhas poderão ocorrer, uma
vez que está sob a administração de uma universidade que tem como recursos humanos para sua operacionalização, os próprios alunos.
http://www.igs-ip.net/
mailto:gege@fct.unesp.br
São pontos distribuídos pelo território nacional cujo gerenciamento é realizado por firmas particulares para darem suporte aos seus clientes, servindo como estações de
referência ou estações base rastreando os satélites GPS durante 24 horas e fornecendo os arquivos através do acesso pela Internet aos clientes autorizados. Um exemplo é rede
da Santiago e Cintra, composta de 25 estações de referência, com raio de ação de 300 km, que poderão servir de suporte aos levantamentos para atender a lei de Registro de
Imóveis e que segundo a empresa terão seus pontos homologados pelo IBGE para fazerem parte das Estações de Controle Ativo do Sistema Geodésico Brasileiro.Redes de estações ativas particulares
Figura 18. Bases particulares
Fonte: Monico, 2000.
Essas estações funcionam de maneira similar às redes clássicas ou convencionais (marco ou RN), como um ponto de coordenadas conhecidas para
serem utilizadas no processamento diferencial ou relativo, mas existe a necessidade de ocupar a estação de referência com um receptor para coletar e
armazenar os sinais dos satélites. Nesta categoria estão as Redes Estaduais GPS, implantadas os estados do Espírito Santo, Rio de Janeiro, São Paulo,
Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul.
A partir de 1994, com uma efetiva aplicação do GPS, começaram a ser implantadas redes estaduais de alta precisão, vinculadas ao SAD 69, com
precisões relativas das linhas de base entre 1 e 3 ppm (partes por milhão). Um exemplo é a Rede Geodésica GPS de Alta Precisão do Estado do Paraná.
Esta rede foi implantada através de um convênio de cooperação técnica entre o IBGE e o Instituto Ambiental do Paraná -IAP com os objetivos de: suprir
as deficiências da Rede Geodésica Fundamental ou de Primeira Ordem; estabelecer uma rede de referência para posicionamento relativo com GPS e
referenciar os trabalhos realizados no Paraná de maneira única e precisa. Um dos benefícios alcançados com a rede é o de proporcionar melhor
atendimento aos diferentes usuários da Cartografia, da Geodésia e do Sensoriamento Remoto, nos mais variados setores de atividade, tanto do Serviço
Público, como da iniciativa privada. Na área do Serviço Público, a rede passou a atender aos interesses e necessidades de uma série de instituições,
como: SEMA, COPEL, SANEPAR, IBGE, INCRA e prefeituras municipais (PARANÁ, 1996, p. 2). A implantação da rede deu-se no período de fevereiro de
1994 a setembro de 1995 e é constituída por 20 estações implantadas de forma a garantir cobertura de todo o território paranaense. A distribuição dos
vértices possibilita que qualquer região do Paraná conte com um vértice a uma distância inferior a 60 km de abrangência (PARANÁ, 1996, p. 3). Esta
rede é extensivamente aplicada no Estado para a geração de produtos cartográficos, incluindo os cadastrais e em SIG (FREITAS; DALAZOANA, 2000,),
vinculados principalmente à realização inicial do SAD 69.
Estações de controle passivo
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