Desde que a União Soviética lançou com sucesso o Sputnik 1, o primeiro satélite artificial da história da humanidade, em 1957, a onda de revolução dos satélites varreu o mundo, abrindo uma nova perspectiva para a humanidade explorar o universo e a terra. Esta revolução não só mudou a nossa compreensão da Terra, mas também redefiniu o desenvolvimento da tecnologia de medição, das comunicações globais, da previsão meteorológica, da monitorização ambiental e de outros campos.
O nascimento da tecnologia de medição por satélite mudou a forma como vemos a forma, o tamanho e o campo gravitacional da Terra.
Geodésia por satélite significa medição da Terra através de satélites artificiais, incluindo a determinação da forma e tamanho da Terra, a posição de objetos na superfície e mudanças no campo gravitacional da Terra. O principal objetivo da geodésia por satélite é determinar o campo gravitacional da Terra e a localização precisa dos objetos na Terra. Os esforços feitos com técnicas geotécnicas tradicionais que remontam a 57 anos revelam agora dados mais sofisticados e precisos. No processo de exploração da Terra, a tecnologia de satélite tem maior eficiência e precisão do que a tecnologia tradicional, o que permitiu à comunidade científica global fazer grandes avanços em muitos campos.
A história da geodésia por satélite pode ser dividida em três fases importantes: os primeiros passos (1957 a 1970), a formação do sistema geodésico mundial (1970 a 1990) e o período moderno (1990 até o presente).
O lançamento bem-sucedido do "Sputnik 1" desencadeou imediatamente uma série de atividades de observação científica. Em 1958, o Explorer 1 e o Sputnik 2 dos Estados Unidos mediram com precisão a planicidade da Terra. Posteriormente, na década de 1960, com o lançamento de múltiplos satélites de exploração, a tecnologia geodésica de satélites amadureceu gradualmente, lançando as bases para missões geodésicas subsequentes.
Com o uso generalizado do Sistema de Trânsito por Satélite na década de 1970, uma rede global de triangulação foi estabelecida, marcando o estabelecimento do Sistema Mundial de Geodésia (WGS). Nesta fase, o Sistema de Posicionamento Global (GPS) desenvolvido nos Estados Unidos surgiu na década de 1980 e tornou-se uma ferramenta padrão para navegação e posicionamento precisos, e afetou profundamente muitos campos, como topografia e transporte.
Na década de 1990, a comunidade científica começou a se concentrar na construção de redes geodésicas permanentes e sistemas de coordenadas. Com o lançamento de satélites dedicados como CHAMP, GRACE e GOCE, a geodésia por satélite tem sido gradualmente usada para monitorar fenômenos geodinâmicos como o campo gravitacional da Terra, a georotação e o movimento polar. Estes desenvolvimentos não só enriquecem o sistema de conhecimento das ciências da terra, mas também facilitam uma análise mais precisa das mudanças ambientais.
As técnicas geodésicas de satélite são classificadas em várias categorias, principalmente de acordo com a plataforma de instrumentos utilizada, e podem ser divididas em métodos terra-espaço, métodos ar-solo e métodos ar-ar. Cada método tem seus próprios cenários de aplicação e precisão de medição exclusivos.
Os Sistemas Globais de Navegação por Satélite (GNSS) podem posicionar receptores com precisão a poucos metros, enquanto tecnologias como medição de alcance a laser e medição de elevação por radar podem atingir precisão milimétrica.
Por exemplo, o alcance do laser é uma tecnologia eficaz que obtém dados precisos de distância medindo o tempo de ida e volta dos pulsos de laser, o que é crucial na pesquisa científica espacial moderna. Em contraste, as medições de elevação por radar utilizam sinais de micro-ondas emitidos por satélites para determinar a altura da superfície da Terra, melhorando ainda mais a precisão dos modelos oceânicos e da investigação climática.
Desde 1957, a revolução dos satélites mudou completamente a nossa perspectiva sobre a Terra. Hoje, a sua tecnologia não é importante apenas na descoberta científica, mas também desempenha um papel insubstituível na vida real. É previsível que, com o avanço contínuo da ciência e da tecnologia, a nossa exploração do universo e da Terra atinja um nível mais elevado. Como podemos continuar a utilizar estas tecnologias para melhorar a nossa compreensão e proteção do ambiente?