O futuro do georreferenciamento passa por aqui
A utilização das observáveis de código em alternativa às da fase da portadora para aplicações de alta acurácia é a sugestão que vem do projeto Enhanced Code Galileo Receiver (Encore), que recorre ao sistema de navegação Galileo. Esta mudança de paradigma promete novos avanços e aplicações graças ao Galileo, o sistema de navegação por satélite Europeu em fase de lançamento.
O Encore é um projeto de colaboração entre entidades brasileiras e europeias, liderado pela empresa portuguesa Deimos Engenharia, com o objetivo de demonstrar aplicações de gestão fundiária, abrangendo várias áreas tal como o cadastro rural e multifinalitario, e recorrendo ao Galileo. Efetivamente, no Brasil a crescente demanda de levantamentos topográficos e o vazio de geoinformações, principalmente no setor de georreferenciamento de imóveis rurais, torna este projeto um caso ideal de estudo.
O sistema Galileo conta atualmente com quatro satélites em órbita, estando previstos mais quatro em 2014 e assim sucessivamente até chegar aos 24 previstos para 2018. O Galileo, tal como o seu congênere norte-americano GPS, promete abrir portas para novas aplicações e mercados. Uma das características diferenciadoras do Galileo é a modulação Alternative Binary Offset Carrier (AltBOC) na banda E5. Receptores capazes de processar esta modulação vão beneficiar-se de melhorias inigualáveis nos desempenhos em termos de acurácia, precisão e robustez ao multi-percurso.
As pseudodistâncias baseadas em AltBOC possuem consideravelmente maior precisão – na ordem de centímetros – quando comparadas com GPS L1 e até mesmo quando comparadas com os sinais do GPS modernizado L5. Embora não ao nível do milímetro, tal como a fase da portadora, espera-se que muitos usuários possam beneficiar-se desta importante vantagem, esquecendo problemas de saltos na fase (cycle-slips), reinicializações, entre outros.
Contrastando com a fase da portadora, as pseudodistâncias não são ambíguas e, por isso, os desafios de convergência de técnicas como o Posicionamento por Ponto Preciso (PPP) podem beneficiar-se grandemente, possibilitando navegação absoluta tanto em tempo real (usando produtos de órbita ultra-rápida de sistemas como o International GNSS Service – IGS) como em pós-processamento (usando produtos finais do IGS), que podem ser bastante importantes para regiões remotas onde a rede de estações de referência e telecomunicações é pouco favorável.
Protótipo
Para demonstrar e investigar este conceito, elaborou-se um protótipo de um receptor de dupla frequência E1-E5 Galileo, utilizando uma Field Programable Gate Array (FPGA) – elaborado pela Deimos Space e Deimos Engenharia, em Madrid e Lisboa -, circuitos de rádio frequência elaborados pela Orbisat (agora Bradar, em Campinas – SP), sistema de posicionamento elaborado pelo Instituto de de Geomática em Castelldefels, Espanha, e pela Unesp de Presidente Prudente – SP, e o software de aplicação fornecido pela Deimos Engenharia. O sistema foi testado com sinais Galileo, através de um simulador de alto realismo Spirent, pela Universidade de Nottingham – UK, tendo sido também elaborado um estudo de mercado e um plano de negócios pela Santiago & Cintra e Deimos Engenharia. O projeto, que contou com a participação da MundoGEO no Consórcio Internacional, terminou em 2012 e os resultados são encorajadores.
Resultados experimentais
Obtiveram-se erros no seguimento de código de cerca de 13 centímetros para E1, e 1 centímetro para E5 (para relações sinal ruído de aproximadamente 47 dB-Hz) em linha com os resultados esperados. Quanto ao erro de posição, verificaram-se erros de centímetros para as componentes horizontais e ao nível de 1 a 2 decímetros para a componente de altura, mesmo utilizando órbitas transmitidas pelos satélites e tanto para usuários estáticos como dinâmicos.
O receptor continua a evoluir no âmbito de outros projetos, estando atualmente a ser testado em ambientes urbanos e novas aplicações a bordo de Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs), como por exemplo inspeção de locais de difícil acesso. Para já o número de satélites Galileo ainda não é suficiente para um posicionamento de qualidade, mas a janela de oportunidade está próxima e é única, estando atualmente o consórcio numa fase de procura de pesquisadores, novos usuários e testes de validação com os novos satélites. Os resultados deste projeto são um primeiro passo na utilização de observáveis de código para aplicações de alta exigência e uma contribuição valiosa para a comunidade de georreferenciamento de alta precisão.
Pedro Freire da Silva,
Responsável pela divisão de Tecnologias GNSS da Deimos Engenharia e Gerente do Projeto Encore. Licenciado em Engenharia Aeroespacial pela Universidade Técnica de Lisboa, Portugal. pedro.silva@deimos.com.pt
Ismael Colomina,
Diretor do Instituto de Geomática em Casteldefels, Espanha. Doutor em Matemática pela Universidade de Barcelona, co-presidente do grupo de trabalho III/I Sensor modeling for integrated orientation and navigation da Sociedade Internacional de Fotogrametria e de sensoriamento remoto (ISPRS), membro da Deutsche Geodätische Kommission e do conselho editorial da revista GPS World. ismael.colomina@ideg.es
João Silva,
Gerente de Projetos na Divisão de Tecnologias GNSS da Deimos Engenharia. Licenciado em Engenharia Aeroespacial pela Universidade Técnica de Lisboa, Portutal. joao.silva@deimos.com.pt