Estudo das altitudes físicas aplicado à rede altimétrica fundamental do Brasil no estado do Rio Grande do Sul

Abstract

A adoção de uma rede altimétrica consistente constitui uma importante necessidade dentro da modernização do sistema geodésico nos contextos brasileiro e sul-americano. Atualmente na Rede Altimétrica Fundamental do Brasil (RAFB) aplica-se aos desníveis observados uma correção teórica devida ao não paralelismo das superfícies equipotenciais de forma a reduzir este erro, porém esta condição não assegura um significado físico para as altitudes. Buscando apresentar uma solução unívoca para a realização de sistemas altimétricos adota-se as altitudes físicas, as quais são fundamentadas no conhecimento do potencial da gravidade, baseado em importantes condições definidoras de um sistema vertical moderno. A presente pesquisa tem como objetivo determinar e avaliar a magnitude das correções das altitudes dinâmica, normal e ortométrica de Helmert, esta última aplicando a modelagem convencional da redução gravimétrica de Poincaré-Prey e também utilizando um tratamento refinado na redução obtido a partir da determinação de modelo de densidade de massas topográficas, em uma linha de nivelamento pertencente à RAFB situada na região nordeste do estado do Rio Grande do Sul em um trajeto que possui 1.179,73 m de desnível. Para a realização das correções utilizou-se observações de gravimetria terrestre e outra abordagem baseada em dados de modelos do geopotencial. Os resultados obtidos na correção dos desníveis observados para as altitudes físicas mostram que o sistema de altitude normal é o mais compatível à atual rede altimétrica brasileira, pois as correções para este tipo de altitude possuem a maior aproximação ao termo corretivo aplicado aos desníveis da RAFB, dentre os sistemas avaliados. A utilização de dados de gravimetria oriundos de modelos do geopotencial mostra-se eficiente na determinação das correções sobre a linha nivelada em regiões plana, principalmente para a altitude normal. Porém para sua aplicação em áreas de grande variação topográfica esta metodologia necessita de um maior aprimoramento.

The adoption of a consistent altimetric network constitutes an important need within the modernization of the geodetic system in the contexts brazilian and south american. Currently at the Brazilian Fundamental Altimetric Network (RAFB) are applied to the leveling increments observed a theoretical correction due to non-parallelism of equipotential surfaces in order to reduce this error, however this condition does not guarantee a physical meaning for the heights. Searching for provide a univocal solution for the realization of altimetric systems is adopted the physics heights, which are based on knowledge of the gravity potential, based on important conditions for defining a modern vertical system. This study aims to determine and evaluate the magnitude of the correction of dynamic height, normal height, and Helmert orthometric height, this latter applying the conventional modeling of Poincaré-Prey gravity reduction and also using a refined treatment in reduction obtained from the determination of the topographic mass density model, in a leveling line belonging to the RAFB located in the northeast region of the state of Rio Grande do Sul in a path that has 1.179,73 m of gap. The results obtained in the correction of the leveling increments observed for physics heights shows that the normal height system is the most compatible to the current Brazilian altimetric network, because the corrections for this kind of height have the closest approximation to the correction term applied to the height differences of RAFB, among the systems evaluated. The use of gravity data derived from geopotential models proves efficient in the determination of corrections on the leveling line in flat regions, primarily for normal height. However for its application in areas of great topographic variation this approach requires further refinement.