Método da interseção óptica tridimensional aplicado à engenharia de precisão

Orientador: Silvio Rogério Correa de FreitasDissertação (mestrado) - Universidade Federal do ParanáResumo: A Engenharia de Precisão é uma especialidade sugerida pela Associação Internacional de Geodésia (IAG), considerando aspectos teóricos e aplicados relacionados com a grande exigência de acurácia, técnicas de medidas, processamento de dados e modelagem associados a levantamentos cujos objetivos principais são o posicionamento, controle, locação, implantação e mensuração relacionados a obras e projetos de Engenharia. Este trabalho, foi inserido neste contexto, com o objetivo da obtenção de coordenadas cartesianas tridimensionais de pontos topográficos com alta precisão, através da utilização do método da interseção óptica tridimensional. O método da interseção óptica tridimensional consiste na obtenção simultânea dos cossenos diretores de duas direções espaciais, materializadas por estações totais ou teodolitos, sendo conhecida a distância entre os centros ópticos dos dois instrumentos que é utilizado como escala do levantamento, e que tem como objetivo final as coordenadas tridimensionais espaciais de um ponto objeto, o qual pode fazer parte de uma estrutura, de uma parte isolada de uma peça etc. Por se tratar de um método onde se utilizam observações de direções horizontais e verticais, foi efetivado um estudo dos erros observacionais e sistemáticos envolvidos nas mensurações. Com este objetivo estudaram-se alguns sistemas de coordenadas utilizados em Engenharia, propondo-se no trabalho a utilização de referenciais tridimensionais de referência locais e se possível, perfeitamente integrados aos referenciais geodésicos de alta precisão. Desenvolveu-se instrumental e metodologia, efetuando-se a parte observacional com determinações de coordenadas de pontos situados em ambientes laboratoriais. Foi ainda, efetuado um ensaio em Laboratório de Engenharia de flexão de uma viga de aço. Também desenvolveram-se experimentos com a determinação da variação térmica de laboratórios. De posse dos resultados foi possível demonstrar a eficácia do método para trabalhos em ambientes restritos, com futuro promissor no controle de estruturas de aço, madeira, concreto armado, na mensuração de produtos industriais, no posicionamento de máquinas, etc..Abstract: The Engineering of Precision is an speciality suggested by the International Association of Geodesy (IAG), considering theoretical and applied aspects related to acuracy techniques of mesurements; processing of data and associated models used in surveying. The main objectives are the the position, control, location, implantation and measuring related to works and projects in Engineering. This work, was inserted in this context, with the objective of obtaining the three-dimensional cartesian coordinates of topographical points with high precision, through the use of three-dimensional optical intersection method. The method consists in obtaining the directors cosine of two space directions. These directions are defined by two optical axis of the used total stations or theodolites. Must be known the distance between optical centers with defines the scale of the survey. The final purpose are the coordinates of object points, These points can be part of a structure, isolated part of a piece, etc. This method use horizontal and vertical directions observations. It was developed a study of systematic errors in the measurements. They were also studied the coordinate systems applied to Engineering works. They are in special discussed the local three-dimensional coordinate frame and its integration with high precision geodesic reference system. They were developed instruments and methodology applied to the measuring and determination of point coordinates in laboratory. The observations were developed in Laboratory of Engineering, in order to determine the flexion of steel beam. The thermal variation in the room of research was observed. The results of the works demonstrate the effecience of the method applied in restricted ambients. The future are promising in applications like: control of structures of wood, steel, armed concrete and in the mensuring of industrial products, in position of machines, qulity control, etc.