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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.18.2020.tde-19042020-190926
Documento
Autor
Nome completo
Jefferson Teixeira do Brasil Morais Junior
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2019
Orientador
Banca examinadora
Silva, Irineu da (Presidente)
Forno, Gelson Lauro Dal
Garnés, Silvio Jacks dos Anjos
Título em português
Estudo de comparação dos métodos de transformação de coordenadas geodésicas para coordenadas topocêntricas para fins de implantação de obras na engenharia civil
Palavras-chave em português
Engenharia civil
Estação total
GNSS
Implantação
Sistema de coordenadas local
Sistemas de coordenadas
Transformação de coordenadas
Resumo em português
Com a informatização dos processos nos projetos de engenharia civil, as coordenadas de quaisquer elementos de uma obra representado no projeto podem ser obtidas facilmente. Para a implantação desses elementos, o engenheiro tem utilizado instrumentos topográficos convencionais, assim como, equipamentos baseados na tecnologia GNSS. Estes por sua vez, vem sendo cada vez mais utilizados devido a sua praticidade, maior facilidade em se trabalhar com informações georreferenciadas e produtividade, quando comparado às técnicas topográficas convencionais. Além disso, os avanços tecnológicos também permitem integrar as observações realizadas com estação total e receptores GNSS, sendo, portanto, necessários que sejam tomados alguns cuidados para que esta integração seja feita de forma adequada, uma vez que os sistemas de referência são distintos. Esta pesquisa apresenta um estudo de comparação dos métodos de transformação de coordenadas vinculadas a tecnologia GNSS para coordenadas obtidas por meio das técnicas topográficas convencionais, com a finalidade de implantação de obras de engenharia. Os métodos de transformação de coordenadas discutidos neste projeto são: SGL, Helmert_2D, Helmert_2D_Comb, SGL_NBR, SGL_NBRGarnes, PBD_Tangente e UTM_Redução - os quais possibilitam a integração do posicionamento por meio da tecnologia GNSS e as técnicas topográficas convencionais. Para o desenvolvimento do tema foram definidas três áreas de estudo com dimensões distintas, somando um total de 12 km de extensão, no perímetro urbano do município de São Carlos. As áreas foram definidas por um conjunto de pontos implantados, sendo as suas coordenadas obtidas por meio de levantamento utilizando a tecnologia GNSS e por meio da técnica convencional de topografia (poligonação), sendo estas adotadas como sendo as coordenadas de referência, para fins de avaliação. Para cada uma das áreas de estudo definidas foram empregados cada um dos métodos de transformação citados, sendo posteriormente, comparados os erros posicionais resultantes, de cada um dos métodos aplicados, em cada uma das áreas de estudo. Os resultados mostraram que, para áreas semelhantes às utilizadas nesta pesquisa, os métodos de transformação de coordenadas planos produzem os melhores resultados em termos de erros posicionais.
Título em inglês
Comparison study of the methods of transformation of geodetic coordinates to topocentric coordinates for the implementation of civil engineering works
Palavras-chave em inglês
Civil engineering
Coordinate systems
GNSS
Local coordinate system
Local Topographic System Coordinate transformation
Setting-out
Total station
Resumo em inglês
Due to the computation processing currently used in civil engineering projects, the positioning of any design element can be easily defined through a judicious coordinate system. Then, by their coordinates, any design object of the project can be stake out on the ground by a total station or a GNSS instrument, which have proven to be very practical and highly productive for this type of work. In addition, technological advances have made it possible to integrate observations from both technologies to ensure greater work efficiency. Based on these assumptions, this research presents a comparative study of coordinate transformation methods, allowing the integration of both technologies for staking out of civil engineering projects. The coordinate transformation methods discussed in this project are geocentric coordinate transformation to topocentric coordinates, 2D-Helmert transformation, geodetic coordinate transformation to local coordinates based on NBR equations, geodetic coordinate transformation to local coordinates based on the equations proposed by Prof. Garnes, Low Distortion TM transformation and UTM reductions. For practical comparisons, a 12 km traverse, measured with total station, was established, covering the urban perimeter of the city of São Carlos - Brazil, divided into three study areas. All coordinates of the traverse vertices were computed by means of a traversing adjustment method and GNSS postprocessing. Finally, taking the total station traversing coordinates as a reference, the different coordinate transformation methods were applied for each of the defined study areas and then the position errors resulting from each of the applied methods were computed. The results showed that, for areas similar to those used in this research, the 2D-Helmert Transformation method produces the best results in terms of positional errors.
 
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Data de Publicação
2020-05-05
 
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