Olá, bem vindos à primeira edição da coluna Evolução GNSS. Neste espaço, vamos explorar aspectos técnicos e científicos de GNSS, de uma maneira simples e acessível. A idéia é discutir os impactos para nós, usuários, trazidos pela pesquisa e desenvolvimento realizados na área. Já que estamos fazendo o lançamento desta nova coluna, que tal começar falando brevemente sobre os atuais lançamentos de satélites GPS, e o que esperar deles?
O último lançamento de um satélite GPS, antes do fechamento dessa edição, ocorreu em 20 de dezembro de 2007, quando foi posto em órbita o quinto (de um total de oito) satélite do bloco IIR-M. O mesmo foi declarado operável em 2 de janeiro de 2008. Com a adição do veículo espacial número (SVN) 57, que usa o código PRN29, a constelação GPS passou a ter 32 satélites em serviço, e é composta por unidades dos blocos IIA (15 satélites), IIR (12 satélites) e IIR-M. Os próximos três lançamentos do bloco IIR-M estão todos agendados para 2008.
Mas o que o bloco IIR-M traz de novo para os usuários civis? A antena do satélite foi melhorada em relação aos blocos anteriores, de forma que o sinal enviado por ela é mais forte que antes. Isso torna mais fácil a recepção desse sinal por nossos receptores na superfície terrestre. A outra novidade, à qual vamos dedicar mais atenção nesse texto, é o chamado sinal L2C, um sinal civil na freqüência L2. Mas qual é a vantagem de um sinal civil, se hoje em dia a maioria dos receptores é capaz de fornecer observações do código P(Y) em L2?
A grande vantagem é que as seqüências dos códigos que compõem o sinal L2C são conhecidas, enquanto que do código P(Y) não, devido ao efeito A-S (anti-spoofing). Isso quer dizer que é necessário usar técnicas indiretas de interpretação para rastrear o código P(Y), enquanto que os códigos L2C podem ser decodificados diretamente.
Isso é, de certa forma, similar a traduzir um texto, por exemplo, de alemão para português, usando um dicionário alemão-português, ou usando uma coleção de dicionários alemão-inglês, inglês-espanhol, espanhol-português. No primeiro caso, o dicionário alemão-português nos dá a relação direta entre as palavras das duas linguagens e conseqüentemente temos maiores chances de fazer uma tradução correta do que quando usando vários dicionários.
E o efeito é exatamente esse: o sinal L2C, quando rastreado, possui menos ruído que o sinal P(Y) em L2. O aumento de qualidade também possibilita que um satélite comece a ser observado em ângulos de elevação mais baixos, além de uma potencial redução no número de perdas de ciclo para ambientes com médio a alto nível de multicaminho.
Na figura 1(a) podemos ver uma comparação entre as razões sinal-ruído para os sinais L2C e P2(Y), onde é fácil constatar que, nesse caso, a razão é consistentemente mais alta para o sinal L2C. A figura 1(b) mostra uma comparação dos ângulos de elevação para os quais cada sinal é rastreado, onde se vê que o uso de L2C possibilita o rastreamento do satélite até ângulos mais baixos do que usando P2(Y).
Figura 1
Infelizmente, com apenas cinco satélites transmitindo L2C, o impacto do uso do novo sinal em posicionamento GNSS ainda é marginal. Porém, como pudemos ver, o novo sinal promete trazer melhorias para levantamentos em ambientes de difícil rastreio. Vamos ficar atentos à essa evolução.
Rodrigo Leandro
Engenheiro MSc (USP) e candidato a PhD em geodésia espacial (University of New Brunswick)
Atua como engenheiro de pesquisa e desenvolvimento em GNSS (Trimble)
rodrigo_leandro@trimble.com
