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.

The monitoring of structures from geodetic methods is a practice already consecrated in the technical and scientific means. For a long time, they have relied on triangulation techniques, trilateration, and precision geometric leveling. More recently, with the advent of Robotic Total Stations (RTS) and technological developments of Global Navigation Satellite System (GNSS), three-dimensional topographic irradiation method and GNSS processing in the Real Time Kinematic (RTK), emerged as options for automation of geodetic monitoring processes. In the case of the use of an robotic total station, the movement of the structure is determined through angular measurements and inclined distances, generally performed with an instrument installed on a reference pillar. The perceived movement is calculated as a function of the variation of the spatial coordinates (X,Y,Z) values of the monitored points. The determination of the coordinates in this case is performed using polar measurement method, where each point is observed individually from a single monitoring station. The results obtained with this method of topographic measurement have been shown to be eficient, but not robust due to the lack of redundancy in the measurements. For this reason, some researchers have been searching for alternatives and proposing methods of multipolar measurements, in which the spatial coordinates of the observed points are determined as a function of spatial geodesic networks, where each point is observed by more than one reference station. To this subject, there are several mathematical models that can be applied to determine spatial coordinates, which are described and evaluated in this research. Among them, the iterative multipolar method of successive approximations developed by the author, is based on a mathematical model of numerical analysis, which generates, from an initial approximation, a sequence of solutions that converges to a better approximation of the coordinates of the monitored target. Given the fact that angles and distances are observed simultaneously from several measurement pillars, which are subject to stability and control checks, the proposed model has redundancy of observations, which makes it more robust and eficient than its predecessor. As consequence, it is possible to apply statistical methods for evaluating the possible movements of the structural elements and the alarms generated by the system become more reliable to inform possible situations of risks. The application of this multipolar measurement method start from a spatial topographic network calculated and adjusted for the simultaneous determination of the spatial coordinates (X,Y,Z) of each observed point, diferently from what can be found in the current literature, where horizontal components are determined separately. In this context, this thesis aims to develop a system of geodetic monitoring of structures with the use of several robotic total stations.