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Para que uma determinada estação GPS seja empregada na PNT, há duas exigências principais quanto à configuração utilizada na coleta, armazenamento e processamento dos dados. A primeira é que as estimativas do ZTD devem ser obtidas quase que em tempo real e a

segunda é que, para os valores do IWV serem obtidos com alta qualidade, devem ser feitas observações de temperatura e pressão atmosférica, próximo à antena GPS. A taxa de coleta dessas informações deve ser igual à taxa com que se deseja obter os valores do IWV.

No processamento em tempo real a preocupação é quanto à latência final dos valores do IWV, e, nesse aspecto, diversos pontos devem ser considerados, o que pode resultar em modificações na forma de coleta, armazenamento e processamento dos dados GPS. Um primeiro ponto é a definição da estratégia de processamento. A janela deslizante de dados escolhida nesse estudo foi a de 6 horas, pois os resultados obtidos na seção 5.1.3 mostram que essa janela é a mais apropriada. Nesse estudo, a estratégia de processamento considerada é a mesma descrita na seção 4.1.2.

A configuração necessária para que uma estação GPS seja utilizada de forma operacional na PNT no CPTEC pode ser sintetizada nos seguintes tópicos, nos quais é pressuposto que haja um centro de processamento dos dados GPS:

− Os dados das estações GPS devem ser disponibilizados ao centro de processamento em arquivos contendo uma hora de dados. Se medidas de temperatura e pressão forem realizadas junto às estações GPS os valores devem também ser disponibilizados. Uma conexão de

Internet com bom fluxo de dados deve estar disponível, pelo menos nos períodos de transferência dos arquivos;

− No centro de processamento deve estar disponível um sistema de busca automática dos arquivos de dados e valores de pressão e temperatura nas estações GPS, bem como das efemérides ultra-rápidas compatíveis com o software utilizado. No caso do GOA-II as efemérides devem ser as do JPL as quais são disponibilizadas de forma restrita através de acordo institucional. Os arquivos de dados GPS devem ser concatenados para formar as janelas deslizantes contendo 6 horas de coleta;

− No processamento dos dados pelo método de posicionamento por ponto preciso (MONICO, 2000a), as diferentes estações podem ser processadas simultaneamente, porém de forma independente. O tempo de processamento deve ser considerado nesse processo. Para a janela deslizante de dados de 6 horas o tempo de processamento com uma máquina dedicada (Personal Computer com processador de 1.8 GHz) é de 30 segundos. Assim, para o processamento dos dados provenientes de uma rede de 20 estações, o tempo de máquina é de 10 minutos. Com o uso de processadores mais rápidos, esse intervalo pode reduzir. Como mostrado na tabela 17, o tempo de latência para a obtenção da melhor qualidade das estimativas IWV-GPS com a janela de 6 horas e de 70 minutos. Logo, o processamento dos arquivos contendo as últimas 6 horas de dados GPS deve ser inicializado as 1:10, 7:10, 13:10 e 19:10 (UTC) para que as estimativas de melhor qualidade estejam disponíveis nos horários sinóticos;

− Se for alocado um período de 10 minutos para transferência e processamento dos dados, a latência final seria de 80 minutos. Para as estações em que valores de temperatura e pressão estiverem disponíveis, as estimativas do ZTD poderão ser convertidas em valores do IWV. No

final desse processo, os valores do IWV, ou estimativas do ZTD, podem ser disponibilizados

Se a escolha da estratégia de processamento for com o emprego da janela de 12 horas, pequenas modificações nos tópicos acima serão necessárias. Nesse caso, os arquivos devem ser concatenados no centro de processamento de forma que as últimas 12 horas de dados coletados estejam contidas no arquivo a ser processado. A segunda modificação é nos horários em que deve ser inicializado o processamento dos dados. Como a latência obtida nessa configuração é de 125 minutos, os horários para iniciar o processamento devem ser: 2:05, 8:05, 14:05 e 20:05 UTC.

Atualmente, as rodadas dos modelos operacionais do CPTEC são inicializadas 3 horas após os horários sinóticos, ou seja, 3:00, 9:00, 15:00 e 21:00 UTC. Esse período de espera é destinado ao processo de coleta, processamento e transferência das informações meteorológicas para o CPTEC. Como a latência do IWV-GPS obtida com a configuração proposta é de 80 minutos, há uma folga relativamente grande (100 minutos) que pode ser útil para que eventuais falhas no processamento e transferência não prejudiquem a assimilação desses valores. No entanto, pretende-se, no futuro, que rodadas de integração curta sejam inicializadas mais cedo do que as convencionais, privilegiando as previsões de curto prazo. Tais rodadas serão inicializadas com um período de espera de 2 horas, para as quais também esses valores do IWV-GPS estarão disponíveis, e uma folga de 40 minutos ainda será mantida. Porém, a utilização da janela deslizante de dados de 12 horas seria inviável para essas rodadas de integração curta, pois a latência nesse caso (125 minutos) é maior que o período de espera.

Com relação à coleta das informações de temperatura e pressão, a configuração ideal é que os sensores sejam instalados próximos à antena GPS e que sejam providos de sistemas apropriados de leitura automática e disponibilizados de forma contínua. Cuidados especiais devem ser tomados quanto ao local de instalação do barômetro, o qual deve ser colocado no mesmo nível da antena GPS. As estações da rede SUOMINET são providas desses sensores e

exemplificam bem essa configuração ideal (NASA, 2005a). Os receptores mais atuais já possuem kits de sensores meteorológicos integrados, ou permitem que tais sensores sejam neles acoplados, e os valores gerados são disponibilizados em arquivos com formato RINEX, específicos para essas informações. As outras opções para a obtenção das informações de superfície consistem em:

− utilizar valores coletados pelas plataformas de coleta de dados (PCDs) pertencentes à rede do CPTEC, à Agência Nacional de Águas (ANA) ou ao INMET;

− usar as informações pertencentes ao Banco de Dados Meteorológicos (BDM) disponível para a PNT no CPTEC;

− usar os valores do first guess disponíveis nos modelos numéricos de PNT.

Todas essas 3 opções podem gerar perda da qualidade dos resultados finais dos valores IWV-GPS e devem ser evitadas. O ideal seria a instalação de sensores na estação GPS. No entanto, entre essas opções alternativas, as PCDs são as que mais se aproximam da condição ideal, quando essas se encontram próximas da estação GPS. Esse é o caso das PCDs instaladas em locais próximos das estações da RBMC de Presidente Prudente, Cuiabá e Curitiba. Necessita-se, nesse caso, que um convênio institucional seja firmado entre os interessados e os proprietários dessas PCDs. Um outro problema é relacionado com a taxa de armazenamento dessas PCDs, que atualmente é de 3 horas, enquanto que a taxa de coleta é de 1 minuto. Para as aplicações com o atual status da assimilação de dados no Brasil, essa taxa de armazenamento é suficiente. Porém, se forem consideradas as modificações futuras, uma taxa de armazenamento de 30 minutos seria a mais adequada.

Para a utilização das informações do BDM, o problema é com relação à distância entre as estações meteorológicas e as estações GPS. Um segundo problema é a taxa de coleta que não é temporalmente uniforme. Essa alternativa foi utilizada no passado em trabalhos com essa finalidade na Suécia (EMARDSON, 1998). No entanto, a rede de estações

meteorológicas considerada nesse caso era muito maior do que a existente atualmente no Brasil.

A outra opção seria a utilização de valores de temperatura e pressão provenientes do first guess do próprio modelo de PNT. Nessa alternativa há vantagens e desvantagens. A vantagem é que seria necessária pouca modificação na configuração atual das estações GPS, pois não haveria a necessidade da instalação de sensores meteorológicos nelas. A desvantagem é quanto à qualidade dos valores obtidos, pois são valores disponíveis no first guess do modelo são previstos e não observados. Associado a isso, o uso desses valores poderia gerar dependências dos valores do IWV-GPS aos valores existentes nos pontos da grade do modelo. Todos esses fatores geram ruídos nos valores IWV-GPS, os quais fazem com que a contribuição da assimilação dessas informações na PNT seja minimizada.