Aprimoramento da metodologia e avaliação de séries temporais do atraso zenital neutrosférico e pwv em regiões brasileiras

• Processo: 25/04942-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Geociências - Geodésia
• Pesquisador responsável: Tayná Aparecida Ferreira Gouveia
• Beneficiário: Izabele Lima Peres
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Presidente Prudente. Presidente Prudente , SP, Brasil
• Assunto(s): Sistemas de navegação global por satélite Posicionamento geodésico Análise de séries temporais
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Atraso Neutrosférico | Eventos de Precipitação | Gnss | Posicionamento geodésico | Precipitable Water Vapor (PWV) | Séries Temporais | Sensoriamento Remoto Geodésico e aplicações na Meteorologia

Resumo

O GNSS (Global Navigation Satellite Systems) tem sido cada vez mais empregado em atividades que necessitam de estimativas de posição. No entanto, algo que influencia a qualidade do posicionamento GNSS de forma bastante significativa é a propagação do sinal na atmosfera. Nesse sentido, considerando aplicações GNSS acuradas se faz necessário uma modelagem ionosférica e neutrosférica adequada, principalmente sob o efeito das peculiaridades atmosféricas existentes no Brasil. No que se refere à neutrosfera, pesquisas nessa área são indispensáveis, pois o país apresenta condições bastante adversas, regiões muito úmidas devido à floresta amazônica e regiões muito secas, como no interior do país, além de regiões costeiras. A Neutrosfera (também denominada de Troposfera) é uma das fontes mais investigadas na modelagem dos erros que afetam o posicionamento GNSS, considerando aplicações que requerem posições acuradas, tais como: agricultura de precisão, veículos autônomos, aplicações na aviação, dentre outros. Um dos efeitos mais relevantes causados por essa camada atmosférica é denominado atraso neutrosférico (ou troposférico), que na direção vertical (ou zenital) é conhecido como ZTD (Zenith Total Delay) (para dada época e local - latitude, longitude e altitude). Esse efeito depende do índice de refração dos gases e vapor d'água presentes na época e porção da neutrosfera que o sinal GNSS se atravessa. O ZTD é a soma de duas componentes, a componente hidrostática (seca), cujo atraso é chamado de ZHD (Zenith Hidrostatic Delay), e a componente úmida, denominada ZWD (Zenith Wet Delay). A partir de medidas do ZWD pode-se obter a quantidade de vapor d'água precipitável (PWV - Precipitable Water Vapor) na direção zenital, medida de difícil determinação. Modelos empíricos muitas vezes são aplicados como forma de simplificar a modelagem do atraso de propagação do sinal GNSS, apresentando resultados satisfatórios em condições atmosféricas normais e de acordo com a aplicação e região a ser investigada. No Brasil, em pesquisas realizadas pelas orientadoras desse projeto foi constatado que, principalmente para a região amazônica, os modelos de Previsão Numérica de Tempo (PNT) têm uma eficiência muito maior do que os modelos empíricos largamente empregados na modelagem do atraso zenital, principalmente da componente úmida. Além disso, quanto mais acurada for a modelagem do ZTD, assim como a modelagem do ZWD, mais acurado será o PWV. No cálculo desse atraso a partir de medidas GNSS, a modelagem do ZHD acurada, proporcionará estimativas de ZWD/GNSS e consequentemente PWV/GNSS mais acuradas. No posicionamento GNSS a atmosfera neutra representa uma fonte de erro (ZTD, ZHD e ZWD), mas para outras ciências, como para a Meteorologia, pode representar uma fonte de informação (PWV), tal medida apresenta alta correlação com medidas de precipitação. Pesquisas dessa natureza, como proposto nesse projeto de iniciação científica, são muito importantes, e apresentam a interdisciplinaridade. Logo, o objetivo principal desse projeto é o de investigar e realizar aprimoramentos no cálculo do atraso da neutrosfera sobre o território brasileiro, considerando uma maior sensibilidade na modelagem do atraso zenital e do PWV, empregando medidas diretas da atmosfera, como por fontes de dados meteorológicos (estações de superfície automáticas e de altitude - radiossondagem). Para atender este objetivo, pretende-se utilizar dados de diferentes regiões climatológicas do país e séries temporais que contemplem as estações do ano, visando analisar o atraso zenital e PWV de acordo com a sazonalidade e sob diferentes condições atmosféricas, como períodos de precipitação extremas. Finalizando, esse projeto de iniciação científica está vinculado ao projeto de Pós-Doutorado da orientadora e ao projeto Produtividade em Pesquisa (PQ) da coorientadora.