O uso emergente do Sistema Global de Navegação por Satélite (GNSS) torna possível medir continuamente mudanças rasas na elevação da superfície da Terra. Um estudo da Universidade de Bonn agora mostra que a qualidade dessas medições pode ter melhorado significativamente durante a pandemia, pelo menos em algumas estações. Os resultados mostram quais fatores devem ser considerados no futuro ao instalar antenas GPS. Dados geodésicos mais precisos são importantes para avaliar os riscos de inundação e para melhorar os sistemas de alerta precoce de terremotos. O jornal Cartas de pesquisa geofísica agora relata sobre isso.

Vários países entraram em hibernação tardia decretada politicamente no início da pandemia de Covid-19. Muitos dos afetados pelo bloqueio sofreram consequências econômicas e sociais negativas. Geodésia, um ramo das ciências da Terra para estudar o campo gravitacional da Terra e sua forma, por outro lado, tem se beneficiado da redução drástica da atividade humana. Pelo menos é isso que o estudo agora publicado em Cartas de pesquisa geofísica shows. O estudo, que foi realizado por geodesistas da Universidade de Bonn, investigou a localização de uma antena GNSS precisa em Boston (Massachusetts) como um exemplo.

Os receptores GNSS podem determinar suas posições com uma precisão de alguns mm. Eles fazem isso usando os satélites GPS dos EUA e seus homólogos russos, GLONASS. Há alguns anos, também foi possível medir a distância entre a antena e a superfície do solo usando um novo método. "Isso recentemente permitiu que nosso grupo de pesquisa medisse as mudanças de elevação nas camadas superiores do solo, sem instalar equipamentos adicionais, "explica o Dr. Makan Karegar do Instituto de Geodésia e Geoinformação da Universidade de Bonn. Pesquisadores, por exemplo, pode medir a propagação em forma de onda de um terremoto e a ascensão ou queda de uma área costeira.

O método de medição é baseado no fato de que a antena não capta apenas o sinal direto do satélite. Parte do sinal é refletido pelo ambiente e objetos próximos e atinge a antena GNSS com alguns atrasos. Esta parte refletida, portanto, percorre um caminho mais longo até a antena. Quando sobreposto ao sinal recebido diretamente, ele forma certos padrões chamados de interferência. O pode ser usado para calcular a distância entre a antena e a superfície do solo, que pode mudar com o tempo. Para calcular o risco de inundações em áreas costeiras de baixa elevação, é importante saber essa mudança - e, portanto, a subsidência da superfície da Terra - com precisão.

Este método funciona bem se o terreno circundante for plano, como a superfície de um espelho. "Mas muitos receptores GNSS são montados em edifícios nas cidades ou em zonas industriais, "explica o Prof. Dr. Jürgen Kusche." E eles costumam ser cercados por grandes estacionamentos - como é o caso da antena que investigamos em Boston. "

Carros causam perturbação

Em sua análise, os pesquisadores conseguiram mostrar que os carros estacionados reduzem significativamente a qualidade dos dados de elevação:os veículos estacionados espalham o sinal do satélite e fazem com que ele seja refletido várias vezes antes de atingir a antena, como um espelho rachado. Isso não apenas reduz a intensidade do sinal, mas também a informação que pode ser extraída dele:é "barulhento". Além disso, porque o "padrão" dos carros estacionados muda de dia para dia, esses dados não podem ser corrigidos facilmente.

“Antes da pandemia, medições de altura da antena tiveram uma precisão média de cerca de quatro centímetros devido ao maior nível de ruído, "diz Karegar." Durante o bloqueio, Contudo, quase não havia veículos estacionados nas proximidades da antena; isso melhorou a precisão para cerca de dois centímetros. "Um salto decisivo:quanto mais confiáveis ​​os valores, quanto menores as flutuações de elevação que podem ser detectadas nas camadas superiores do solo.

No passado, As estações GNSS eram preferencialmente instaladas em regiões escassamente povoadas, mas isso mudou nos últimos anos. "Sensores GNSS precisos são frequentemente instalados em áreas urbanas para apoiar serviços de posicionamento para aplicações de engenharia e levantamento, e, eventualmente, para aplicações científicas, como estudos de deformação e avaliação de riscos naturais, "diz Karegar." Nosso estudo recomenda que devemos tentar evitar a instalação de sensores GNNS próximos a estacionamentos. "