Explorando a sinergia e a integração entre a geodésia, o clima espacial e a navegação

João Francisco Galera Monico, Pesquisador I, Departamento de Cartografia, Unesp, Presidente Prudente, SP, Brasil.

O uso do Global Navigation Satellite System (GNSS) para a navegação aérea constitui uma tendência mundial na atualidade e será a principal tecnologia a ser adotada no futuro para a determinação de posição das aeronaves em todas as fases do voo. Essa tecnologia apresenta inúmeras vantagens, com uma considerável redução na necessidade de instalação de equipamentos em solo, otimização do espaço aéreo, redução do tempo de voo e consequente economia de combustível, dentre outros. Entretanto, os sinais do GNSS sofrem forte influência da camada ionosférica, em especial no território brasileiro, com a introdução de erros que podem afetar os requisitos exigidos para seu uso, em especial a integridade no caso da navegação aérea. Mas outras atividades, que requerem posicionamento em tempo real, também sofrem com esses efeitos, como por exemplo a agricultura de precisão, bastante difundida no Brasil.

A aplicação de tecnologias baseada em GNSS na aviação, bem como em outras aplicações que exigem tempo real, em especial sobre o território brasileiro, necessita de uma avaliação profunda dos efeitos da ionosfera. Diante desta situação, vários pesquisadores de instituições das áreas citadas anteriormente propuseram um projeto para criar um Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia (INCT), o qual foi aprovado na chamada CNPq 16/2014. No artigo intitulado The GNSS NavAer INCT Project Overview and Main Results publicado no periódico JATM (vol. 14), se propõe a apresentar uma visão geral do projeto, os principais resultados e os desafios futuros.

Em função da abrangência do assunto, a equipe envolvida no artigo e no projeto é multidisciplinar, com liderança da Unesp e contando com a participação de várias instituições do Brasil (INPE, ITA, IAE, PUC-Rio, UFPR, UTFPR e IFSP-PE) além das instituições colaboradoras. O assunto em questão é também investigado em várias instituições em nível internacional, podendo-se citar Universidade de Nottingham, Boston College, Stanford University, Universidade Politécnica da Catalúnia, dentre outras, com as quais os autores envolvidos no estudo têm mantido colaboração. Vários receptores GNSS específicos para monitoramento da ionosfera, em especial sobre a ocorrência de cintilação ionosférica, foram instalados em locais apropriados dentro do território brasileiro. Outros ainda serão instalados. Uma quantidade vultuosa de dados é coletada e armazenada em base de dados desenvolvidas para a realização de consultas e pesquisas relacionadas ao projeto.

Imagem: autores

Figura 1. Ilustração de arquitetura de um GBAS.

Diversos resultados advindos de teses e dissertações vinculadas ao projeto são descritos neste artigo. Um dos resultados importantes obtidos, contrário ao que era de se esperar, é que os sinais modernizados do GPS, um dos componentes do GNSS, são mais afetados pela ocorrência da cintilação ionosférica do que os sinais legados. Um outro resultado importante apresentado diz respeito ao modelo de risco ionosférico desenvolvido para vários aeroportos do Brasil, objetivando o uso GBAS (Ground Based Augumentation System) em procedimentos de precisão. Os resultados iniciais apontaram que, dependendo da região, restrições de uso devem ser impostas quanto ao uso do GNSS para dar suporte aos procedimentos de precisão, como por exemplo o pouso de uma aeronave.

O desafio ainda é grande. Pesquisas futuras deverão concentrar em modelos de previsão do comportamento da ionosfera, incluindo a ocorrência de cintilação, bem como o desenvolvimento de metodologias objetivando a mitigação do fenômeno, incluindo dados GNSS multifrequência. O desenvolvimento de um modelo que fornece a probabilidade de ocorrência de cintilação ionosférica acima de um nível de risco, ao pousar uma aeronave faz parte também dos desafios.

Assista ao vídeo de João Francisco Galera Monico ampliando a apresentação do projeto.

Para ler o artigo, acesse

MONICO, J.F.G., et al. The GNSS NavAer INCT Project Overview and Main Results. Journal of Aerospace Technology and Management [online]. 2022, vol. 14, e0722 [viewed 20 May 2022]. https://doi.org/10.1590/jatm.v14.1249. Available from: https://www.scielo.br/j/jatm/a/ZKdy3YGSRznxgnHSrSRDkZx/

Link(s)

Journal of Aerospace Technology and Management – JATM: https://www.scielo.br/j/jatm

Unesp – Faculdade de Ciências e Tecnologia – Câmpus de Presidente Prudente: www.fct.unesp.br

GNSS-NavAer: https://inct-gnss-navaer.fct.unesp.br/pt/

ISMR Query Tool: https://ismrquerytool.fct.unesp.br/

Divulgação do INCT GNSS-NavAer: https://youtu.be/-CsR6pRkxQQ

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