Redes de monitoramento de cintilação contribuem para o Sistema Global de Navegação por Satélite

Eurico Rodrigues de Paula, Pesquisador Sênior, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – Divisão de Heliofísica, Ciências Planetárias e Aeronomia (DIHPA), São José dos Campos, SP, Brasil.

O artigo A Retrospective of Global Navigation Satellite System Ionospheric Irregularities Monitoring Networks in Brazil, publicado no periódico Journal of Aerospace Technology and Management (vol. 15), apresenta as redes de monitores de cintilação ionosférica, cujos dados são utilizados em pesquisas sobre os efeitos das cintilações no sistema de posicionamento e navegação aérea, terrestre e marítima por satélite Global Navigation Satellite System (GNSS). Dentre muitas outras aplicações deste sistema pode-se citar a agricultura de precisão, o posicionamento de plataformas de prospecção e extração de petróleo em águas profundas e o georreferenciamento de propriedades rurais. Novas aplicações estão surgindo dia a dia.

É sabido que a ionosfera da Terra causa atraso no sinal GNSS devido ao conteúdo total de elétrons (CET), bem como causa cintilação na fase e na amplitude neste sinal quando irregularidades do plasma ionosférico estão presentes. Estas irregularidades ocorrem após o pôr do Sol, de setembro a abril e com maior intensidade e frequência durante o período de alta atividade do ciclo solar de 11 anos.

Esta cintilação pode originar efeitos deletérios no posicionamento GNSS em regiões tropicais de todo o globo terrestre, principalmente em regiões que estão debaixo dos picos da Anomalia da Ionização Equatorial (AIE) que se localizam em torno de 15 graus magnéticos ao norte e ao sul do equador magnético. Portanto, é importante avaliar os efeitos da ionosfera sobre o sinal GNSS. Cabe ressaltar que, no Brasil, foi criado um Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia (INCT GNSS-NavAer) com a participação de vários institutos e universidades brasileiras e internacionais para desenvolver cada vez mais essa tecnologia.

Imagem: do artigo (PAULA, et al, 2023).

As pesquisas das irregularidades ionosféricas têm sido realizadas utilizando modelos computacionais teóricos e semiempíricos e, principalmente, utilizando dados de diversos sondadores localizados no solo e a bordo de satélites. Portanto é necessário uma grande cobertura espacial e temporal de dados, sendo os receptores GNSS de grande importância devido a sua cobertura global e disponibilidade. Neste estudo apresenta-se uma retrospectiva das redes de monitores de cintilação no Brasil e suas principais características.

Como a Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo (RBMC), administrada pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), fornece o Conteúdo Eletrônico Total (CET), é possível a partir deste parâmetro calcular o índice de variação temporal do CET (ROTI) que está bem correlacionado com as irregularidades ionosféricas. Esses receptores GNSS da RBMC fornecem dados em regiões com escassez de monitores de cintilação. Os dados dos monitores de cintilação e da RBMC são armazenados na UNESP de Presidente Prudente e com espelhamento no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), utilizando a ferramenta Ionospheric Scintillation Monitor Receivers (ISMR) Query Tool, que é um software web para pesquisa de dados de monitores de cintilação. Atualmente estes dados são mantidos pelo projeto INCT NavAer.

Manter os monitores de cintilação em operação adequada e transmitindo seus dados é um grande desafio, pois estão instalados em vários sítios espalhados pelo território nacional, inclusive em regiões de difícil acesso, como na Amazônia. Apesar de todas estas dificuldades, nossa perspectiva é aumentar cada vez mais o número de monitores de cintilação para contribuir que os sistemas que utilizam o sinal GNSS operem com segurança mesmo durante a incidência de cintilação ionosférica. Uma visão geral destes sistemas, a descrição da instrumentação de cada uma das redes e os desafios futuros estão apresentados no artigo intitulado The GNSS NavAer INCT Project Overview and Main Results, já publicado no periódico Journal of Aerospace Technology and Management (vol. 14).

Ouça a seguir o podcast de Eurico Rodrigues de Paula ampliando a discussão sobre o Sistema Global de Navegação por Satélite.

Referências

MONICO, J.F.G., et al. The GNSS NavAer INCT Project Overview and Main Results. J Aerosp Technol Manag [online]. 2022, vol. 14, e0722 [viewed 23 March 2023]. https://doi.org/10.1590/jatm.v14.1249. Available from: https://www.scielo.br/j/jatm/a/ZKdy3YGSRznxgnHSrSRDkZx/

Para ler o artigo, acesse

PAULA, E.R., et al. A Retrospective of Global Navigation Satellite System Ionospheric Irregularities Monitoring Networks in Brazil. J Aerosp Technol Manag [online]. 2023, vol. 15, e0123 [viewed 23 March 2023]. https://doi.org/10.1590/jatm.v15.1288. Available from: https://www.scielo.br/j/jatm/a/S5FnFwF73JD9qRnLDX3GXnH/

Links externos

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

Universidade Estadual Paulista (Unesp), Faculdade de Ciências e Tecnologia, Campus 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