p Um projeto que explora os Sistemas Globais de Navegação por Satélite (GNSS) para estabelecer o plano do serviço de posicionamento em tempo real mais preciso do mundo será executado na Universidade de Nottingham. p O serviço, a ser desenvolvido em nível de protótipo, beneficiará setores essenciais para a segurança, como aviação e navegação marítima, bem como aplicações dependentes de alta precisão, como perfuração offshore e operações de produção, dragagem, construção, agricultura e carros sem motorista e drones, apenas para citar alguns.

p O projeto TREASURE, financiado pela UE, integrará sinais de sistemas de navegação por satélite, como GPS, lançado pelos EUA, ao lado do GLONASS da Rússia, BeiDou da China e o novo sistema Galileo da Europa.

p Combinar esses diferentes sistemas de satélite para operar em conjunto é um novo desenvolvimento conhecido como multi-GNSS, que é a chave para fornecer instantâneo, posicionamento de alta precisão em qualquer lugar do mundo.

p O projeto de quatro anos se concentrará em um serviço que levará o uso atual de GNSS - normalmente baseado em apenas um ou dois sistemas - para o próximo nível, para fornecer precisão de alguns centímetros em tempo real, abrindo uma infinidade de novas possibilidades.

p Perturbação atmosférica

p Um dos aspectos-chave da pesquisa é mitigar os efeitos da atmosfera, em particular relacionado ao clima espacial, o que muitas vezes pode criar condições prejudiciais que reduzem enormemente a comunicação por satélite e a precisão do posicionamento.

p Controlado pela interação do sol com o campo magnético da Terra, a ionosfera (a camada superior da atmosfera terrestre) é caracterizada pela presença de elétrons livres, que interferem com o sinal de um satélite que passa por ele.

p Principalmente, mas não apenas quando a atividade solar é alta, irregularidades de densidade de elétrons podem se formar na ionosfera, que pode causar difração de sinal e levar à cintilação - uma dispersão do sinal do satélite que torna difícil para um receptor GNSS travar no satélite e calcular sua posição.

p Isso tem um efeito particularmente perturbador na tecnologia de posicionamento, especialmente em regiões de alta latitude ou equatorial, como no Norte da Europa ou no Brasil, respectivamente.

p De forma similar, a troposfera, uma camada inferior da atmosfera, também interfere com os sinais. A presença de vapor de água nesta parte neutra da atmosfera pode criar um efeito perturbador adicional nos sinais de satélite, afetando também a precisão do GNSS.

p Corrigindo todos os erros intervenientes

p O projeto visa desenvolver novos modelos de erro, algoritmos de posicionamento e técnicas de assimilação de dados para monitorar, prever e corrigir não apenas os efeitos da atmosfera, mas também a degradação do sinal devido a fontes de interferência feitas pelo homem, o que também pode limitar a precisão do posicionamento.

p As técnicas de processamento de sinal - adaptadas às características dos sinais de interferência - serão usadas para melhorar a qualidade das medições e, finalmente, para gerar soluções de posição confiáveis.

p Além disso, Os pesquisadores do TESOURO também desenvolverão novos produtos de relógio e órbita precisa multi-GNSS em tempo real, especificamente para uso com o novo sistema Galileo.

p Amplo potencial da indústria para um serviço multi-GNSS preciso

p Todos esses problemas representam riscos significativos para os diversos setores públicos e industriais que agora dependem do GNSS ou pretendem usá-lo para superar os crescentes desafios humanitários, como a produção de alimentos ou energia.

p Líder de projeto, Dr. Marcio Aquino, do Nottingham Geospatial Institute disse:"Um serviço multi-GNSS altamente preciso poderia, por exemplo, ajudar em aplicações terrestres exigentes, como agricultura de precisão, dando aos agricultores acesso a coleta e análise de dados precisamente localizados em tempo real para maximizar a produção de alimentos, reduzir custos e minimizar o uso de pesticidas. "

p "Do outro lado do espectro, uma plataforma de perfuração em alto mar que experimenta qualquer degradação temporária da precisão de posicionamento pode levar a perdas fenomenais bem em um momento em que, devido ao atual clima de produção de petróleo, as empresas estão se esforçando para aumentar a eficiência operacional. Esta indústria também se beneficiaria de um serviço multi-GNSS preciso. "

p A importância do Galileo

p Em 2020, Galileo, o sistema GNSS europeu (EGNSS) estará totalmente operacional e fornecerá dados de posicionamento com uma precisão sem precedentes. Galileo vai rivalizar, mas, crucialmente, também será interoperável com GPS, que tem sido o favorito de todos os sistemas GNSS, dominando o mercado há mais de 20 anos.

p Segundo o Dr. Aquino:"O desenvolvimento do EGNSS e a sua integração com outros sistemas de satélite é fundamental para a competitividade da Europa neste mercado, portanto, o interesse da UE em financiar este projeto. "

p O estudo se concentrará em duas técnicas GNSS existentes conhecidas como PPP (Posicionamento de Ponto Preciso) e NRTK (Cinemática em Tempo Real da Rede). Ambos usam GPS e GLONASS, mas pode potencialmente atender às futuras demandas de posicionamento de alta precisão em tempo real quando o Galileo estiver totalmente integrado, e se TESOURO for bem-sucedido.

p Benefícios e limitações do PPP e NRTK

p A técnica NRTK usa estações de referência fixas operando receptores GNSS de alto grau em locais de referência cuidadosamente pesquisados ​​para garantir dados de posicionamento GNSS precisos.

p A transmissão de correções de locais de referência para os usuários é o cerne da NRTK. A eficácia da técnica depende da correlação espacial de erros entre o usuário e a referência, que devem estar situados a menos de 20-30 km um do outro - uma distância curta o suficiente para permitir que erros de sinal em potencial sejam 'cancelados'.

p Se as variações atmosféricas entre a referência e o usuário forem fortes, um maior número de estações de referência pode ser necessário, tornando a técnica menos econômica.

p Ao contrário do NRTK, O PPP não depende de erros de 'cancelamento' entre o usuário e uma estação de referência conhecida. O usuário opera seu receptor independentemente da existência de estações próximas com coordenadas conhecidas.

p Isso é conseguido incorporando informações externas na solução, na forma de relógios de satélite de alta precisão e produtos orbitais derivados de redes globais e disponíveis gratuitamente ou comercialmente.

p Contudo, a previsão precisa do estado da atmosfera, também crucial para PPP, normalmente não está disponível nessas redes globais - superar essa situação é um dos principais objetivos do TESOURO.

p Criar uma massa crítica e testar o potencial de mercado

p TESOURO, financiado pelo Programa-Quadro da UE para a Investigação e Inovação Horizonte 2020, reúne quatro universidades importantes, um instituto de pesquisa e quatro empresas europeias líderes para fornecer a pesquisa que resultará na solução EGNSS de alta precisão final.

p A equipe do projeto treinará e trabalhará com 13 bolsistas Marie Skłodowska-Curie que serão designados como candidatos de alto escalão para um futuro emprego na crescente indústria de GNSS ou como pesquisadores especializados.

p Os bolsistas construirão um protótipo de ferramenta para dar suporte às diferentes necessidades de PPP e NRTK e testar qual será o interesse comercial em trazer o futuro serviço ao mercado.