O foco do Projeto RAEGE não está apenas no desenvolvimento de instrumentação e na operação dos observatórios, mas também no desenvolvimento de competências de análise que permitam explorar as observações geodésicas e aumentar as suas capacidades e a qualidade dos produtos geodésicos.
O Instituto Geográfico Nacional de Espanha (IGN) tem uma vasta experiência em análise de dados GNSS, participando em vários projetos nacionais e internacionais. O IGN expandiu as suas atividades de análise para o processamento de dados VLBI nos últimos anos, passando a enviar os seus resultados para o Centro de Combinação IVS em fevereiro de 2020.
GRUPO DE ANÁLISE RAEGE
No âmbito do projeto RAEGE, foi criado em 2021 um grupo de análise de dados. O grupo é composto por colaboradores do IGN, dos observatórios de Yebes e de Santa Maria e da Universidade de Alicante.
Os objetivos deste grupo são:
- Promover atividades de análise de VLBI e outras técnicas no Projeto RAEGE.
- Troca de conhecimento: Criar uma plataforma para a troca de conhecimentos e percepções inestimáveis entre os membros, facilitando o fluxo contínuo de conhecimentos.
- Enriquecendo horizontes de investigação: O grupo está empenhado em alargar os horizontes das atividades de investigação, contribuindo assim significativamente para a expansão das fronteiras científicas no âmbito do projeto RAEGE.
- Colaborações e Interações Internacionais: Ao participar ativamente neste grupo, os membros abrem caminho para interações significativas com diversos grupos, promovendo a troca de ideias e perspectivas.
- Expandir as capacidades de processamento de dados VGOS e de observações intensivas nas estações RAEGE.
LINHAS DE INVESTIGAÇÃO
GRUPO DE ANÁLISE RAEGE
Desde 2021, foram definidas diversas linhas de investigação. O grupo de análise concentrou-se nos seguintes projetos durante estes anos:
– Uso de diferentes software de análise de dados para comparar resultados e testar funcionalidades do software. Os software utilizados foram os seguintes:
- VieVS (Research Unit Higher Geodesy of the GEO Department at TU Wien)
- Where (Norwegian Mapping and Cadastre Authority)
- nuSolve (GSFC VLBI Analysis Center’s software)
– Foco especial no processamento de dados VGOS. Os principais objetivos do processamento destas sessões foram:
- Análise de diferenças de processamento entre sessões VGOS e sessões R1/R4;
- Otimização da estratégia de processamento;
- Testar a capacidade dos dados VGOS;
- Análise observações geodésicas das estações RAEGE.
– Comparação de produtos VLBI e GNSS em locais co-localizados e análise multitécnica.
– Estudo da deformação gravitacional das antenas:
- Projeto em curso, em parceria com a Universidade de Alicante, para o estudo da deformação gravitacional das antenas e comparação de diferentes técnicas de medição utilizando laser terrestre e fotogrametria com UAV (Fig.1)
– Avaliação do desempenho e estatísticas das estações RAEGE:
- Testes e melhorias de equipamentos, nomeadamente identificação de erros de relógio.
- Análise da qualidade dos dados obtidos por cada uma das técnicas presentes nas estações, nomeadamente GNSS e com especial foco nos dados VLBI.
– Foco especial em observações intensivas. Os principais objetivos do processamento destas sessões são:
- Otimização da estratégia de processamento;
- Capacitar o Grupo de Análise RAEGE e as estações RAEGE para processar toda a cadeia de dados.
- Iniciar um estudo abrangente que avalie o impacto da RFI na qualidade dos dados UT1.
– Avaliação e foco no cálculo e processamento de todos os dados históricos do VLBI, 1984-2022, e no impacto da utilização de diferentes parâmetros matemáticos e diferentes TRFs (Terrestrial Reference Frame).
GRUPO DE DESENVOLVIMENTO DE TECNOLOGIA RAEGE
- Desenvolvimentos para receptores criogênicos VLBI/VGOS
Fig.3.1. VGOS Matera (Esquerda) | VGOS HartRAO (Centro) | VGOS NARIT (Direita)
- Desenvolvimento de filtros supercondutores de alta temperatura (HTS) para rejeitar interferências de rádio.
Fig.3.2. Filtros supercondutores de alta temperatura (HTS)
CONFERÊNCIAS E REUNIÕES INTERNACIONAIS
- “Consistency of VLBI estimates in the CONT17 campaign” (Puente et al.), EVGA Meeting 2021
Como parte de seu programa de observação, o IVS (International VLBI Service for Geodesy & Astrometry) organiza campanhas especiais de observação de Very Long Baseline Interferometry (VLBI) contínua, conhecidas como campanhas CONT. A última campanha CONT (CONT17) foi realizada no final de 2017 e consistiu na observação paralela de três redes: duas redes S/X legacy e uma rede de banda larga VGOS. Esta estratégia traz uma oportunidade interessante para a comparação das estimativas de VLBI como resultado do processamento dos dados adquiridos nas antenas de cada rede.
O objetivo desta contribuição é comparar a consistência entre as estimativas das diferentes redes, a fim de obter insights sobre a influência da geometria da rede e da tecnologia de observação nos produtos geodésicos estimados através do VLBI.
- “Analysis of VGOS sessions: Evaluation of performance with different software” (Azcue et al.), IVS General Meeting 2022
VGOS (Sistema de Observação Global VLBI) é um sistema VLBI de nova geração. Foi desenvolvido em 2005 e é baseado no chamado atraso de banda larga que utiliza quatro ou mais bandas de frequência em simultâneo. Observações de alta taxa de dados são feitas por antenas de rotação rápida. Estas melhorias na instrumentação visam a obtenção de produtos geodésicos mais precisos.
Para testar a análise desses novos dados, as sessões históricas de VGOS foram analisadas com diferentes software. São estudadas dificuldades no processamento atual e semelhanças com o processamento da geração S/X. Resultados em termos de precisão na estimativa de EOP (Parâmetros de Orientação da Terra) e repetibilidade de coordenadas também são discutidos nesta contribuição.
- “VLBI-Based Assessment Of The Consistency Of The Conventional EOP Series And The Terrestrial Reference Frames” (Moreira et al.), Reference Frames for Applications in Geosciences (REFAG) 2022 (Outubro 2022) | 10ª Assembleia Hispano-Portuguesa de Geodesia e Geofísica (AHPGG) (Novembro 2022)
O Sistema Global de Observação Geodésica (GGOS) da Associação Internacional de Geodesia (IAG) prevê metas rigorosas de precisão para a realização do Referencial Terrestre Internacional (ITRF) em termos de posição (1 mm) e velocidade (0,1 mm/ano). Estes requisitos implicam que os Parâmetros de Orientação da Terra (EOP) sejam estimados com precisão semelhante.
O ITRF baseia-se na combinação de soluções das quatro técnicas de geodesia espacial, com cada nova versão incorporando dados e modelos atualizados. Da mesma forma, a atual série EOP convencional, IERS 14 C04, é produzida num processo separado seguindo uma estratégia diferente, baseada numa combinação mensal das estimativas de EOP obtidas pelos centros de análise de cada técnica de geodesia espacial. O uso de processos independentes pode causar degradação lenta da consistência entre o EOP e os referenciais ou um desalinhamento da atual série EOP convencional. O recente lançamento do ITRF2020 traz uma excelente oportunidade para investigar este tópico.
Neste trabalho, avaliámos empiricamente a consistência entre os referenciais terrestres convencionais e EOP através da análise de dados de VLBI (Very Long Baseline Interferometry), tomando diferentes referenciais terrestres como configurações alternativas na análise. ITRF2020, ITRF2014 e o referencial terrestre utilizado para produzir o ICRF3 são considerados neste trabalho. Este estudo permite avaliar se a seleção do referencial terrestre tem um impacto significativo na consistência da EOP estimada e avaliar a sua concordância com a série EOP convencional.
Uma extensão deste trabalho foi apresentada na European VLBI General Assembly (EVGA) 2023.
- “Alicante IVS Analysis Center” (Karbon et al.), European Geosciences Union (EGU) 2023
A VLBI (Very Long Baseline Interferometry) é um método altamente preciso, usado desde a década de 1970 em astrofísica e, também, em geodesia. Contribui significativamente para o referencial terrestre internacional (ITRF) e é a única técnica geodésica espacial capaz de realizar o referencial celestial internacional (ICRF), bem como, de observar o conjunto completo de parâmetros de orientação da Terra (EOP: movimento polar, tempo universale e, precessão/nutação). O centro de análise IVS (Serviço Internacional VLBI de Geodesia e Astrometria) em Alicante UAVAC (Universidade de Alicante VLBI) foi estabelecido como AC (Centro de Análise) associado em 2018 no departamento de Matemática Aplicada da Universidade de Alicante, dentro do grupo de investigação de geodesia espacial e dinâmica espacial. Além disso, tem uma estreita parceria com o IGNE e a RAEGE.
No primeiro trimestre de 2022, deu os primeiros passos para se tornar um AC operacional, com o objetivo final de ser um contribuidor pleno para futuras realizações de ICRF e ITRF, bem como de produtos operacionais, como os produtos EOP combinados do IVS. Neste trabalho são apresentados à comunidade o grupo, as configurações técnicas em termos de hardware e software, bem como os produtos preliminares. Os primeiros resultados são apresentados com base na reanálise dos arquivos IVS (1979-12.2022) usando VieVS 3.2 e monstrando os principais produtos geodésicos, ou seja, EOP, CRF e TRF.
- “RAEGE Capabilities: A Simulation Study” (Azcue et al.), European VLBI General Assembly 2023
RAEGE é um projeto que resulta da cooperação entre o Instituto Geográfico Nacional de Espanha (IGN Espanha) e o Governo dos Açores. Pretende-se a instalação de quatro estações multitécnicas: duas em Espanha (Yebes e Gran Canaria) e duas nos Açores (Flores e Santa Maria). Estas estações estabelecerão uma rede Ibero-Atlântica de observação de Interferometria de Linha de Base Muito Longa (VLBI), atendendo aos requisitos internacionais necessários para VGOS. Atualmente as antenas VGOS de Yebes e Santa Maria estão operacionais, as outras duas estão em fase de planeamento.
O projeto RAEGE centra-se não só na instrumentação e na operação das observações e estações, mas também no desenvolvimento de capacidades de análise. Com este objectivo nasceu uma cooperação entre o IGN Espanha, a Associação RAEGE Açores e a Universidade de Alicante para explorar as observações geodésicas dos observatórios RAEGE para fins geodésicos e geodinâmicos. A principal característica desta rede é a sua distribuição por três placas tectónicas (Eurasiática, Africana e Norte-Americana), o que aumentará as estimativas dos movimentos entre as placas, tanto em direcção como em velocidade e assim melhorará o TRF (Quadro de Referência Terrestre). Esperam-se melhorias para restringir a componente rotacional da placa africana, onde temos atualmente apenas uma estação VLBI na África do Sul e uma rede muito esparsa de cerca de 30 antenas IGS-GNSS em todo o continente. Neste estudo são exploradas as capacidades da rede RAEGE em modo “stand-alone”, ou seja, que precisões podem ser alcançadas com esta rede em termos de EOP e precisões de posição da estação, e numa segunda etapa o desempenho da expansão da rede com antenas VGOS é analisada.
Uma extensão deste trabalho foi apresentada como um pôster na Assembleia Geral da IUGG 2023.
O Projeto RAEGE concentra-se na instrumentação e operação das observações de VLBI, mas também no desenvolvimento de habilidades de análise que permitem aos observatórios RAEGE explorar as observações geodésicas.
O Instituto Geográfico Nacional de Espanha (IGNE) tem uma vasta experiência em análise de dados GNSS, participando em vários projetos nacionais e internacionais. O IGNE expandiu as suas atividades de análise para o processamento de dados VLBI nos últimos anos, passando a enviar os seus resultados para o Centro de Combinação IVS em fevereiro de 2020.
GRUPO DE ANÁLISE RAEGE
No âmbito do projeto RAEGE foi estabelecido um grupo de análise de dados. O grupo é formado por colaboradores do IGNE e dos observatórios de Yebes e Santa Maria.
Os objetivos deste grupo são:
- Promover as atividades de análise VLBI e de outras técnicas no Projeto RAEGE.
- Compartilhar conhecimentos e habilidades.
- Expandir as nossas atividades de invetigação.
- Ganhar oportunidades de participação em outros projetos internacionais e/ou interagir com outros grupos.
- Testar e melhorar a nossa capacidade de processamento de dados VGOS.
INVESTIGAÇÃO ATUAL
- Diferentes software de análise de dados são utilizados para comparação de resultados e teste dos recursos do software:
- VieVS (Research Unit Higher Geodesy of the GEO Department at TU Wien)
- Where (Norwegian Mapping and Cadastre Authority)
- Foco especial no processamento de dados VGOS:
- Diferenças de processamento: sessões VGOS com sessões R1/R4;
- Otimização da estratégia de processamento;
- Teste da capacidade dos dados VGOS;
- Analisar as observações geodésicas das estações RAEGE;
- Interpretação dos resultados para um melhor conhecimento da Terra.
- Comparação de produtos VLBI e GNSS em sites co-localizados e análise multitécnica:
- Posição e velocidade
- EOP (Parâmetros de Orientação da Terra)
- Troposfera
- Erros de relógio
- Estudo da deformação gravitacional das antenas
- Projeto em andamento para o estudo da deformação gravitacional das antenas e comparação de diferentes técnicas de medição utilizando laser terrestre e fotogrametria UAV
- Avaliação do desempenho e estatísticas das estações RAEGE:
- Qualidade dos dados
- Testes e melhorias de equipamentos
APRESENTAÇÕES DE CONFERÊNCIAS E REUNIÕES INTERNACIONAIS
- “Consistência das estimativas VLBI na campanha CONT17”, EVGA Meeting 2021
Como parte do seu programa de observação, o Serviço Internacional VLBI para Geodésia e Astrometria (IVS) organiza campanhas especiais de observação contínua de Very Long Baseline Interferometry (VLBI) conhecida como campanhas CONT. A última campanha CONT (CONT17) foi realizada no final de 2017 e consistiu em três redes observando em paralelo: duas redes Legacy S/X e uma rede de banda larga VGOS. Esta estratégia traz uma oportunidade interessante para a comparação das estimativas de VLBI como resultado do processamento dos dados adquiridos nas antenas de cada rede.
O objetivo desta contribuição é comparar a consistência entre as estimativas das diferentes redes, a fim de obter informações sobre a influência da geometria da rede e da tecnologia de observação nos produtos geodésicos estimados através do VLBI.
- “Análise de sessões VGOS: Avaliação de desempenho com diferentes software”, Assembleia Geral IVS 2022
VGOS (VLBI Global Observation System) é o sistema VLBI de nova geração. O funcionamento do sistema VGOS baseia-se no chamado atraso de banda larga que utiliza quatro ou mais bandas de frequência. Observações de alta taxa de dados são feitas por antenas com capacidade de movimento rápido, menores do que aquelas usadas nas infraestruturas Legacy S/X atuais. As melhorias na instrumentação visam a obtenção de produtos geodésicos mais precisos.
Para testar a análise desses novos dados, as sessões históricas de VGOS foram analisadas com diferentes software. Dificuldades no processamento atual e semelhanças com o processamento da geração S/X são estudadas. Os resultados em termos de precisão da estimativa de EOP (Earth Orientation Parameters) e repetibilidade de coordenadas também são discutidos nesta contribuição.
- “Avaliação baseada em dados VLBI da consistência da série convencial de EOP utilizando diferentes referenciais terrestres”, REFAG 2022
O Sistema de Observação Geodésica Global (GGOS) da Associação Internacional de Geodesia (IAG) prevê metas de precisão rigorosas para a realização do Sistema de Referência Terrestre Internacional (ITRF) em termos de posição (1 mm) e velocidade (0,1 mm/ano). Esses requisitos implicam que os Parâmetros de Orientação da Terra (EOP) devem ser estimados com precisão semelhante.
O ITRF é baseado na combinação de soluções das quatro técnicas geodésicas espaciais, com cada novo lançamento incorporando dados e modelos atualizados. Da mesma forma, a atual série EOP convencional, IERS 14 C04, é produzida em um processo separado seguindo uma estratégia diferente, baseada em uma combinação mensal das estimativas de EOP obtidas pelos centros de análise de cada técnica geodésica espacial. O uso de processos independentes pode causar degradação da consistência entre o EOP e os sistemas de referência ou um desalinhamento da série EOP convencional atual. O recente lançamento do ITRF2020 traz uma excelente oportunidade para investigar este tópico.
Neste trabalho, avaliamos empiricamente a consistência entre os referenciais terrestres convencionais e EOP através da análise de dados de Very Long Baseline Interferometry (VLBI), tomando diferentes referenciais terrestres como configurações alternativas na análise. O ITRF2020, o ITRF2014 e o referencial terrestre utilizado para produzir o ICRF3 são considerados neste trabalho. Este estudo permite avaliar se a seleção de determinado referencial terrestre tem impacto significativo na consistência dos EOP estimados e concorda com a série EOP convencional.