GRAVIMETRIC DENSIFICATION IN THE STATE OF SÃO PAULO AIMING A GEOID MODEL

Abstract

ABSTRACT. Gravitydata coverage is quite complete in São Paulo state for a 5"™ resolution. In addition, field works have been conducted to fill in gaps around the state. These efforts are the results of the Fundac¸˜ao de Amparo `a Pesquisa do Estado de SËœao Paulo (FAPESP) Thematic Project that seeks to achieve the establishment of a geoid model, a height system, and the study of mean sea level. This paper presents a comparison between two geoidal height models; the first with information available up to 2008 (beginning of the project) and the second including all data collected. Both models have been derived using the modified Stokes integral through the FFT technique. The SHGEO package was used to derive the Helmert gravity anomalies, while the EGM2008 model was selected as a reference geopotential field restricted to degree and order 150, to obtain the long and medium wavelength components. The model was validated using the geoidal heights from 170 GPS observations on Bench Marks of the spirit leveling network. The corresponding height anomalies derived from recent geopotential models (GO CONS GCF 2 TIM R2, GOCO02S and EIGEN-6C) were also compared with the same quantities at the points of leveling, besides the official Brazilian model, MAPGEO2010. The findings showed that GEOIDSP2011 displayed better consistency with respect for the GPS/leveling than GEOIDSP2008 and the geopotential models.

Keywords: geodesy, geoid, geopotential model.

RESUMO. O estado de São Paulo possui uma cobertura bastante completa de dados gravimétricos para uma resolução de 5"™. Além disso, trabalhos de campo estão sendo realizados com o objetivo de preencher os vazios no entorno do estado. Os recentes esforços nos levantamentos são devido ao Projeto Temático da FAPESP que tem, entre outras finalidades o estabelecimento de um modelo geoidal, além do estudo sobre sistemas de altitude e monitoramento do nível médio dos mares. Este artigo apresenta a comparação entre doismodelos de alturas geoidais; o primeiro cominformações disponíveis até 2008 (fase inicial do projeto) e o segundo incluindo os dados coletados até o momento. Ambos os modelos foram calculados utilizando a integral modificada de Stokes por meio da técnica FFT. O pacote computacional SHGEO foi empregado para determinar as anomalias de gravidade de Helmert, enquanto omodelo do geopotencial EGM2008 restrito até grau e ordem 150 foi selecionado para obter as componentes de longo e médio comprimento de onda. Osmodelos foramvalidados a partir da comparação das alturas geoidais em 170 marcos da rede de nivelamento onde observações GPS foram conduzidas. As anomalias de altura dos modelos mais recentes do geopotencial (GO CONS GCF 2 TIM R2, GOCO02S e EIGEN-6C) também foram comparadas com as mesmas grandezas nos pontos de nivelamento, além do modelo oficial brasileiro, o MAPGEO2010. Os resultados mostraram melhor consistência na comparação com os pontos GPS/nivelamento do modelo GEOIDSP2011 em relação ao GEOIDSP2008 e os modelos do geopotencial.

Palavras-chave: geodésia, geoide, modelo do geopotencial.