Efeito da curvatura terrestre na refletometria GNSS

• Autor(a) principal: Almeida Junior, Vitor Hugo de
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/231573
• topic: Sensoriamento remoto; Altimetria por satélite; Refletometria; Remote sensing; GNSS - R; Sea level; Altimetry correction

Conforme relatório do Painel Inter governamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC), o nível médio global dos mares está subindo a taxas cada vez maiores em decorrência das mudanças climáticas . Além dos marégrafos e altímetros orbitais , uma alternativa para a mediç ão do nível do mar costeir o é a Refletometria GNSS (GNSS - R) . Trata - se de uma técnica de sensoriamento remoto geodésico baseada nas ondas de rádio continuamente emitidas por satélites GNSS que refletem na superfície da água e chegam à antena receptora . A part ir da comparação entre a onda refletida e a onda que chega diretamente à antena, obtém - se o atraso relativo ou interferométrico, pelo qual é estimada a altura da superfície refletora . Para isso, é necessário supor que a geometria da superfície seja conhecida . No caso de estações GNSS - R terrestres, o modelo de superfície plano é frequentemente adotado , por simplicidade . Contudo, dependendo da configuração de altura da antena receptora e do ângulo de elevação do satélite, o ponto de reflexão pode ocorrer a centenas ou milhares de metros da antena receptora . Então , o modelo plano pode deixar de representar adequadamente a superfície refletora devido à curvatura terrestre , causando eventuais erros sistemáticos na estimativa altimétrica por GNSS - R . Assim, o presente estudo buscou averiguar os limites para os quais o efeito da curvatura terrestre é significativo em estimativas altimétricas do nível do mar por GNSS - R . Para isso, a reflexão foi modelada nas superfícies plana e esférica , sendo a primeira tangente e a segunda osculante ao elipsoide de revolução . Foram desenvolvidos dois tipos de correções altimétricas baseadas nos respectivos métodos de estimação ou inversão altimétrica : a correção de tipo A é aplicada na inversão pelo pseudo - Doppler cruzado; e a de tipo B é aplicada na inversão pelo pseudo - Doppler na esfera. A correção altimétrica de tipo A é aplicável ao caso mais frequente, em que o usuário supõe o modelo plano, apesar das medições em campo seguirem o modelo esférico. Foram realizadas simulações considerando cenários da reflexão com variações no ângulo de elevação (desde zênite até o horizonte esférico , abaixo do horizonte plano) e variação de altura da antena receptora ( de zero a 500 m ) . Foi verificado que o deslocamento do ponto de reflexão , na esfera em relação ao plano, implica em aproximação horizontal e rebaixa mento vertical. Consequentemente , o atraso de propagação interferométrico é incrementado. Os erros altimétricos são maiores na direção de maior altura da antena receptora e menor elevação do satélite , com cenários críticos no horizonte esférico. Considerando um limiar de 1 cm, verificou - se que a correção altimétrica do tipo A é necessária para qualquer elevação de satélite quando a antena receptora tem altura maior que 200 m . Para satélites mais baixos, o limiar é atingido em alturas menores da antena receptora ; por exemplo: 10 m e 1,5°, 30 m e 4,8°, 60 m e 9,9° e 120 m e 21,3°. Abaixo do horizonte plano (ângulos de elevação negativos) , a correção é necessária para qualquer altura.