Proposta para o monitoramento estrutural de obras de Engenharia Civil combinando redes de equipamentos de medições geodésicas

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Rosa, Guilherme Poleszuk dos Santos
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: adjustment of observations; ajustamento de observações; combinação de observáveis; geodetic monitoring; least squares method; método dos mínimos quadrados; monitoramento geodésico; observation combination; reference systems; sistemas de referência
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18143/tde-23102024-110613/

Nesta tese, propõe-se a combinação de sensores geodésicos a partir de suas observações brutas, ajustadas pelo método dos mínimos quadrados. Foi realizada uma análise dos modelos matemáticos funcionais que descrevem as diferentes observáveis no contexto do monitoramento geodésico de estruturas, utilizando equipamentos GPS, sensores disto-angular e sensores diferenciais para a obtenção de diferenças de nível entre pontos no terreno. Além da apresentação e derivação dos modelos matemáticos, a pesquisa discute a formação das matrizes necessárias para o ajuste das observações pelo método dos mínimos quadrados, por meio do algoritmo de ajustamento paramétrico. A maior parte dos modelos matemáticos funcionais investigados é não linear, sendo necessário que sejam linearizados e que valores aproximados sejam fornecidos para a inicialização do ajustamento. Para a obtenção desses valores aproximados, propõe-se um algoritmo iterativo que se baseia em informações conhecidas a priori, como coordenadas de pontos de controle (referência) e observações terrestres. Esses modelos são, então, implementados em software com o intuito de avaliar a proposta utilizando dados reais coletados em campo. Os dados brutos, ou seja, as observações GPS L1 (de fase e pseudodistância) e as observações terrestres, quando necessário, são previamente avaliados, e erros sistemáticos são modelados ou mitigados antes de integrarem o vetor de observações. Após o ajustamento das observações, realizam-se testes estatísticos para a detecção de erros, por meio da análise dos resíduos do ajuste. Em caso de rejeição, um teste local é realizado para identificar e sinalizar as observações suspeitas, visando à remoção do ajustamento ou à adaptação do modelo estocástico. Como resultado, obtêm-se as coordenadas do ponto de interesse, a respectiva matriz de covariâncias e outros parâmetros auxiliares. Na proposta apresentada, ficou evidente que não há necessidade de implementar duas soluções de software (processamento e ajustamento), pois todas as observações brutas, relacionadas por seus respectivos modelos matemáticos funcionais aos parâmetros a serem estimados (coordenadas cartesianas terrestres, parâmetros das observações terrestres e parâmetros auxiliares relativos às ambiguidades das duplas diferenças de fase), são ajustadas simultaneamente, época por época. Dos resultados obtidos, concluiu-se que a proposta representa uma alternativa viável ao ajustamento de soluções de coordenadas ou de equações normais, já que todas as observações são integradas em um único ajustamento. Além disso, com o aumento da redundância do sistema de equações, aumenta a facilidade de fixação das ambiguidades GPS em linhas de base curtas.