CaracterizaçÃo da disciplina “Métodos de posicionamento global e projeções cartográficas”



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CARACTERIZAÇÃO DA DISCIPLINA
Métodos de posicionamento global e projeções cartográficas”


CURSO/SEMESTRE

Engenharia Agrícola/ 5O semestre

DISCIPLINA

Métodos de posicionamento global e projeções cartográficas

CARÁTER DA DISCIPLINA

Optativa

PRÉ-REQUISITO

Ter cursado as disciplinas de Topografia I e II

CÓDIGO

190036

DEPARTAMENTO

Departamento de Engenharia Rural

CARGA HORÁRIA TOTAL

Horas/semestre: 60 horas 2-0-2

CRÉDITOS

3 créditos

NATUREZA DA CARGA

HORÁRIA


ANO/SEMESTRE

Horas teóricas/semestre: 30 horas

Horas práticas/semestre: 30 horas

2o ano/4o semestre


PROFESSORES E CARGA

HORÁRIA


Sérgio Leal Fernandes (T1,P1) : 4 horas semanais


OBJETIVOS

Geral


Fornecer ao estudante o conhecimento necessário para trabalhar com as ferramentas de posicionamento global embasado na teoria da Geodésia Geométrica, nos métodos de ajustamento de observações e complementado pelo estudo aplicado das projeções cartográficas.

Específicos


Ampliar os conhecimentos abordados nas disciplinas de Topografia I e II, mostrando os conceitos e os métodos utilizados nos levantamentos geodésicos.

Aprofundar os conceitos sobre as formas física e geométrica da terra (Geóide e Elipsóide de Revolução respectivamente).

Estudar a geometria do Elipsóide de revolução.

Definir coordenadas geodésicas curvilíneas (latitude , longitude) e altura geométrica de um ponto na superfície da terra.

Introduzir o conceito de sistemas de referência geodésicos e caracterizar o sistema geodésico brasileiro.

Mostrar a definição das coordenadas geodésicas cartesianas de um ponto da superfície da terra.

Mostrar a relação que existe entre coordenadas curvilíneas e cartesianas.

Mostrar como transformar coordenadas geodésicas cartesianas para o plano topográfico local.

Introduzir os conceitos relacionados com as ferramentas de posicionamento global, discorrendo sobre os seguintes aspectos: os princípios de determinação da posição de um ponto da superfície terrestre através do GPS (global posicioning system); os diversos segmentos envolvidos; a estrutura do sinal GPS; as observáveis (código C/A e fase da portadora); o significado dos termos posicionamento absoluto e relativo e DGPS (posicionamento diferencial em tempo real); o problema da altimetria nos posicionamentos com GPS.

Efetuar práticas de posicionamento de pontos através de GPS englobando coleta e processamento dos dados.

Familiarizar os estudantes sobre os princípios de ajustamento de observações pelo princípio dos mínimos quadrados.

Fornecer informações genéricas sobre o significado do termo projeção cartográfica, e abordar o sistema de projeção UTM (Universal Transverse de Mercator), mostrando as fórmulas de transformação de entre coordenadas UTM e as coordenadas geodésicas curvilíneas (latitude e longitude geodésicas).




EMENTA

Geometria do elipsóide, coordenadas geodésicas curvilíneas, coordenadas geodésicas cartesianas geocêntricas, coordenadas topocêntricas, posicionamento de pontos através de GPS, projeções cartográficas, sistema UTM, transformações de coordenadas.

PROGRAMA

  1. A forma da terra ( física e geométrica).

    1. Geóide.

    2. Elipsóide.

    3. Desvio da vertical.

2.Geometria do elipsóide de revolução biaxial.

2.1.Definição.

2.2 Dimensões do elipsóide terrestre.

2.3 Os parâmetros do elipsóide de revolução.

2.3.1 Semi-eixo maior e menor.

2.3.2 Achatamento.

2.3.2 Primeira e Segunda excentricidades.

2.4 Equação analítica do elipsóide.

2.5.Latitude geodésica.

2.5.1 Definição.

2.5.2 Equação analítica.

2.6 Grande normal.

2.7 Pequena Normal.

2.8 Seções normais do elipsóide.

2.8.1 Seções normais principais do elipsóide.

2.8.2 Raios das seções normais principais.

2.8.3 Raio de uma seção normal qualquer.

2.8.4 Raio médio em um ponto do elipsóide.

2.9 Raio de um paralelo.

2.10 Comprimento de arco de meridiano.

2.11 Seções normais recíprocas e linha geodésica.

2.12 Longitude geodésica.

2.13 Altura geométrica de um ponto.

3. Sistemas de referência geodésicos.

3.1. Referencial cartesiano terrestre geocêntrico.

3.2. Transformação de coordenadas curvilíneas para retangulares.

3.3. Referencial cartesiano terrestre topocêntrico.

3.4. O problema da transformação de coordenadas entre sistemas de coordenadas cartesianas espaciais.

3.4.1. O problema da translação.

3.4.2. O problema da rotação.

3.5. O sistema geodésico brasileiro.

3.5.1. O problema do datum.

4. Correções de uma distância medida na superfície da terra para reduzi-la à superfície do elipsóide.

4.1. Correção meteorológica.

4.2. Redução ao plano horizontal de altitude média.

4.3. Redução ao elipsóide.

5. Transporte de coordenadas no elipsóide.

5.1. O problema direto da Geodésia.

5.2. O problema inverso da Geodésia.

6. O sistema de posicionamento global.

6.1. Histórico.

6.2. Os segmentos envolvidos.

6.2.1 O segmento espacial.

6.2.2. O segmento de controle.

6.2.3. O segmento dos usuários.

6.3. Os princípios de posicionamento de um ponto através do GPS.

6.3.1. Princípios de ajustamento de observações pelo método dos mínimos quadrados.

6.3.1.1. Método paramétrico.

6.3.1.1.1.Derivação clássica.

6.3.1.1.2.Solução matricial.

6.3.1.1.2.1. Solução para equações de observação lineares.

6.3.1.1.2.2. Solução para equações de observação não lineares.

6.4. A estrutura do sinal GPS.

6.5. As observáveis.

6.5.1.Princípios de medição através do código C/A.

6.5.2. Princípios de medição através da fase integrada de batimento da portadora.

6.6. Posicionamento absoluto.

6.7. Posicionamento relativo.

6.8. Posicionamento diferencial em tempo real.

6.9. Processamento dos dados GPS.

7. Cartografia matemática.

7.1. Conceito.

7.2. Sistemas de projeções cartográficas.

7.2.1. Classificação dos sistemas de projeção.

7.2.1.1. Segundo as distorções que elas causam.

7.2.1.1.1. Equivalentes.

7.2.1.1.2. Conformes.

7.2.1.1.3. Eqüidistante.

7.2.1.2. Segundo a superfície de projeção.

7.2.1.2.1. Projeções planas.

7.2.1.2.2. Desenvolvimentos ( cônicas, cilíndricas).

7.2.1.3. Segundo a natureza da projeção.

7.2.1.3.1. Geométrica.

7.2.1.3.2. Semi-geométrica.

7.2.1.3.3. Analítica.

7.3. O histórico dos desenvolvimentos cilíndricos.

7.3.1. Desenvolvimentos cilíndricos normais.

7.3.1.1. Desenvolvimento cilíndrico equivalente de Lambert.

7.3.1.2. Desenvolvimento cilíndrico com meridianos eqüidistantes.

7.3.1.3. Desenvolvimento cilíndrico conforme (Carta de Mercator).

7.3.2. Desenvolvimentos cilíndricos transversos.

7.3.2.1. Desenvolvimento cilíndrico transverso conforme de Gauss.

7.3.2.2. A projeção UTM.

7.3.2.2.1 Definição

7.3.2.2.2. Transformação de coordenadas UTM em geodésicas.

7.3.2.2.3. Convergência de meridianos.

7.3.2.2.4. Fator de escala.



BIBLIOGRAFIA

ASIN, F. M. Geodésia y Cartografia Matemática. Madrid. 1983. 420p.

BERALDO, P. ; SOARES, S. M. GPS Introdução e Aplicações Práticas. Editora e Livraria Luana. 1995. 148p.

GEMAEL, Camil. Introdução à Geodésia Geométrica. Curitiba. :Curso de Pós- Graduação em Ciências Geodésicas. UFPR.1987.

GEMAEL, Camil. Referenciais Cartesianos Utilizados em Geodésia.. Curitiba. Curso de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas. UFPR. 1981.

GEMAEL, Camil. Introdução ao Ajustamento de Observações: Aplicações Geodésicas. Curitiba. Editora UFPR. 1994. 319p.

LEICK, A. GPS Satellite Surveying. Second Edition. John Wiley & Sons, Inc. New York. 1995.

MONICO, J. F. Galera. Posicionamento pelo NAVSTAR- GPS: descrição, Fundamentos e Aplicações. UNESP Presidente Prudente. 1996.

MARCOUZIO, F. T. ; IDOETA, I. V. ; FERNANDES, Nelson. Sistema TM, Sistema Topográfico Local. Escola Politécnica USP. São Paulo. 1995.

SEEBER, Günter. El Sistema de Posicionamiento Global GPS. 1993.

SICKLE, Jan Van. GPS for Land Surveyors. Ann Arbor Press, Inc. Chelsea, Michigan. 1996.



SILVEIRA, L. C. da. Cálculos Geodésicos no Sistema UTM Aplicados à Topografia.Editora e Livraria Luana Ltda. Criciuma. 1990.



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