Monitoramento geodésico de estruturas por meio do método multipolar de aproximações sucessivas e de redes topográficas espaciais

• Autor(a) principal: Martins, Diego de Oliveira
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18143/tde-10092019-090503/
• topic: Estação total robótica; Geodetic monitoring of structures; Medição multipolar; Monitoramento geodésico de estruturas; Multipolar measurement; Rede topográfica espacial; Robotic total station; Spatial topographic neiltwork

O monitoramento de estruturas por meio de métodos geodésicos é uma prática já consagrada nos meios técnico e científico. Por muito tempo, eles se basearam em técnicas de triangulação, trilateração e nivelamento geométrico de precisão. Mais recentemente, com o advento das Estações Totais Robóticas (ETR) e as evoluções tecnológicas do Global Navigation Satellite System (GNSS), passou-se também a utilizar o método da irradiação topográfica tridimensional e o processamento GNSS, em modo Real Time Kinematic (RTK), como opções para a automatização dos processos de monitoramento geodésico. No caso do uso de uma estação total robótica, o movimento da estrutura é determinado por meio de medições angulares e de distâncias inclinadas, geralmente, realizadas com um instrumento instalado sobre um pilar de referência. O movimento percebido é calculado em função da variação dos valores das coordenadas espaciais (X,Y,Z) dos pontos monitorados. A determinação das coordenadas, neste caso, é realizada empregando-se o método de medição polar, em que cada ponto é observado individualmente, a partir de um único pilar de referência. Os resultados obtidos com esse método de medição topográfica têm-se mostrado eficientes, porém, pouco robustos devido à inexistência de redundância nas medições. Por esta razão, alguns pesquisadores vêm buscando alternativas e propondo métodos de medições multipolares, em que as coordenadas espaciais dos pontos observados são determinadas em função de redes topográficas espaciais, em que cada ponto é observado por mais de uma estação de referência. A este respeito, existem vários modelos matemáticos que podem ser aplicados para a determinação das coordenadas espaciais, os quais estão descritos e avaliados nesta pesquisa. Entre eles, cita-se o método de medição multipolar iterativo de aproximações sucessivas, desenvolvido pelo autor, e que se baseia em um modelo matemático de análise numérica, que gera, a partir de uma aproximação inicial, uma sequência de soluções que converge para a melhor aproximação das coordenadas do alvo monitorado. Dado o fato de os ângulos e as distâncias serem observados simultaneamente a partir de vários pilares de medição, os quais estão sujeitos a verificações de estabilidade e controle, o modelo proposto possui redundância de observações, o que o torna mais robusto e eficiente que seu predecessor. Em consequência disso, é possível aplicar métodos estatísticos para as avaliações das possíveis movimentações dos elementos estruturais e os alarmes gerados pelo sistema se tornam mais confiáveis para informarem eventuais situações de riscos. A aplicação deste método de medição multipolar parte de uma rede topográfica espacial calculada e ajustada, para a determinação simultânea das coordenadas espaciais (X,Y,Z) de cada ponto observado, diferentemente do que se pode encontrar disponível na literatura atual, em que os componentes horizontais e verticais são determinados separadamente. Nesse contexto, esta tese tem como objetivo desenvolver um sistema de monitoramento geodésico de estruturas com o uso de várias estações totais robóticas.