Refletometria GNSS para medição do nível da água : melhoria da resolução temporal com uma matriz vertical de sensores - Yamawaki, Maurício Kenji (2021)
O Brasil é um país com grande vulnerabilidade à elevação do nível médio do mar e eventos extremos como ressacas . Essa situação é agravada pela pobre distribuição geográfica dos marégrafos com longos períodos de observação e com controle vertical via nivelamento. Os métodos de medição altimétrica via refletometria por GNSS ( Global Navigation Satellite System Reflectometry – GNSS - R ) surgiram como uma opção promissora para monitoramento do nível do mar . Em certas aplicações de GNSS - R, é possível emprega r receptores GNSS comerciais, utilizando a razão sinal - ruído ( signal - to - noise ratio – SNR ), que é uma observável proporcional à potência da recepção GNSS. Uma das maiores fraquezas da maregrafia via GNSS - R é a baixa resolução temporal e a necessidade de ob servações longas, em média levando em torno de 1 hora, para cada estimativa altimétrica. Com objetivo de melhorar a resolução temporal da medida altimétrica via GNSS - R de forma automatizada, este estudo propõe a adição de movimento vertical mecânico de fre quência na ordem de 1 Hz à antena. A nova função do SNR, alterada pelo movimento mecânico, pode ser ajustada em intervalos de tempo na ordem do período da oscilação da antena. Para realização de prova de conceito e avaliação da performance desta metodologia , f oram realizados dois experimentos de campo . No primeiro experimento foi possível recuperar alturas do solo em intervalo de observação de 5 minutos de duração, apresentando erro na ordem de 10 cm . Já no segundo experimento, com 6 horas de dura ção e nível d’água como alvo , foi possível recuperar altura instantânea e avaliar seu comportamento ao longo do tempo . Analisando os resultados, foi notado que a altura instantânea apresentou uma oscilação em volta de sua média. Embora este comportamento t enha degradado seu valor em curtos intervalos de tempo , a o extrair s ua média , em intervalos que continham ciclos completos desta oscilação , foi possível recuperar alturas confiáveis, apresentando erro na ordem de 7 cm . Também foram realizadas simulações com o objetivo de investigar as limitações fundamentais da técnica proposta e prever o comportamento esperado do dispositivo nas condições dos experimentos. Conclui - se que o método proposto possibilita o aumento da resolução temporal do monitora mento de altura de superfície d’água via GNSS - R. Com este aumento de resolução é possível acompanhar componentes de maré mais variáveis, como a maré meteorológica.