GNSS: Tudo o que você precisa saber.

Introdução

Antes de olharmos para a história do Sistema Global de Navegação por Satélite (GNSS, GNSS; doravante denominado GNSS) ou cinemática em tempo real (RTK ou Real Time Kinematic)

Esta é uma visão geral básica do sistema de navegação por satélite como o conhecemos, mas hoje damos um passo adiante para discutir um sistema avançado de navegação por satélite conhecido como GNSS. Qualquer sistema de navegação por satélite com capacidade de cobertura global é chamado de sistema de navegação global por satélite ou GNSS. Mas isso não é tudo. O GNSS tem uma arma secreta...

Uma tecnologia na qual o GNSS frequentemente depende é a cinemática em tempo real, ou RTK. A cinemática em tempo real é uma técnica de posicionamento global por satélite que ajuda o GNSS a melhorar a confiabilidade e a precisão dos dados do alvo. Quando se trata de posicionamento, posicionamento e precisão máxima, a combinação de GNSS com RTK aumenta o nível de precisão ao contrário de qualquer outra coisa. O RTK amplifica o sinal de fase trocado entre o transmissor e o receptor, fornecendo, assim, precisão de nível centimétrico e correção de sinal em tempo real.

O que é GNSS ou Sistema Global de Navegação por Satélite?

Os Sistemas Globais de Navegação por Satélite foram originalmente desenvolvidos pela Força Aérea dos Estados Unidos quando a tecnologia era chamada de Sistema de Posicionamento Global, ou GPS, e só podiam ser usados ​​pelos militares dos Estados Unidos. Com o tempo, a tecnologia GPS tornou-se disponível para todos neste planeta. Agora que todo smartphone equipado com GPS é facilmente acessível a todos, os governos de vários países decidiram levar essa tecnologia a um nível mais avançado, preciso e de longo prazo. Assim, o surgimento de sistemas globais de navegação por satélite ou GNSS tornou-se um fenômeno oficial para os consumidores do setor privado.

Atualmente, além dos Estados Unidos, o GLONASS da Rússia e o Galileo da União Europeia são os dois principais GNSSs operacionais que operam na superfície do nosso planeta. Com o advento da tecnologia GNSS, muitas tecnologias assistivas, conhecidas como Sistemas Regionais de Navegação, começaram a operar. O conceito de tecnologia é o mesmo do GNSS, mas cobre menos áreas geográficas.

Como funciona o sistema global de navegação por satélite ou GNSS?​​

Os satélites GNSS possuem duas ondas portadoras gravadas na banda L, a saber, L1 (1575,42 MHz) e L2 (1227,60 MHz). O objetivo principal desses dois comprimentos de onda é transmitir sinais de um satélite conectado à superfície da Terra. De acordo com Techopedia, o uso da tecnologia de banda L pode reduzir a sobrecarga enquanto fornece uma conexão confiável e menos sujeita a interrupções. A introdução de bandas L com o posicionamento correto da antena oferece uma série de vantagens para drones agrícolas

Por outro lado, os receptores GNSS localizados na superfície da terra consistem em uma antena e uma unidade de processamento. O objetivo da antena é receber sinais codificados dos satélites conectados, e a tarefa da unidade de processamento é decodificar os sinais em informações significativas.

Nota: Para determinar a posição de um receptor, o GNSS deve coletar dados de pelo menos três satélites separados.

Cada satélite GNSS orbita a Terra em um intervalo de 11 horas 58 minutos e 2 segundos. A informação de tempo transmitida pelo satélite é transmitida por meio de códigos para que o receptor possa determinar o intervalo de tempo durante o qual o código foi transmitido.

Os sinais transmitidos do satélite contêm dados codificados que ajudam os receptores a identificar sua localização, e o próprio receptor se posiciona exatamente de acordo com a posição do satélite.

O receptor IC calcula a diferença de tempo entre o tempo de transmissão e o tempo de recepção do sinal codificado. Uma vez que o receptor esteja posicionado exatamente em relação ao satélite, a unidade de processamento traduz a localização do receptor em termos de latitude, longitude e altitude. Portanto, com base neste conceito simples, todo GNSS opera na superfície deste planeta.

Aplicações de serviços globais de navegação por satélite

O advento da tecnologia GNSS mudou o conceito de rastreamento de posição com um alto grau de precisão e ampla cobertura. Existem vários aplicativos GNSS importantes que ajudaram o mundo a ver um futuro melhor.

GNSS para navegação

Entre todas as outras tecnologias, o conceito de GNSS teve um grande impacto na tecnologia de navegação. Recentemente, o GNSS foi incorporado à indústria automotiva, agora quase todas as empresas automotivas estão integrando a tecnologia GNSS em seus modelos de automóveis. A integração da tecnologia GNSS ajuda o motorista a navegar facilmente por rotas desconhecidas para explorar as estradas do mundo.

O uso do GNSS em sistemas de navegação não se limita aos automóveis, já que a tecnologia agora é amplamente utilizada também em aeronaves. O mapeamento preliminar do terreno e as atualizações do terreno em tempo real do GNSS permitem que os pilotos evitem colisões no tráfego aéreo. Além disso, o GNSS usado em cockpits de aeronaves também usa tecnologias como WAAS ou GBAS (LAAS) para melhorar a precisão do rumo.

O que é WAAS?

Ao contrário dos auxílios à navegação tradicionais baseados em terra, o Wide Area Augmentation System (WAAS) fornece serviços de navegação em todo o National Airspace System ou NAS para abreviar). WAAS fornece informações adicionais aos receptores GPS / WAAS para melhorar a precisão e integridade das estimativas da posição atual.

O que é GBAS ou LAAS?

Historicamente, a Federal Aviation Administration (FAA) uma vez se referiu ao que agora chamamos de GBAS, LAAS. De acordo com o site da Federal Aviation Administration, o Ground-Based Augmentation System (GBAS) é um sistema que fornece correções diferenciais e monitoramento da integridade dos sistemas globais de navegação por satélite (GNSS).

Além da ampla gama de aplicações do GNSS em automóveis e aeronaves, o GNSS também é usado para navegar barcos / iates e navios na superfície da água.

Nota: os navios também usam um bloco funcional GNSS denominado "Man Overboard" ou abr. MOB. Este recurso permite que a tripulação do navio identifique a localização de uma pessoa que caiu ao mar.

GNSS para levantamento e mapeamento geológico

Levantamento geodésico e mapeamento geológico é outra aplicação importante do GNSS. A maioria dos receptores GNSS usa dados de sinal gerados na frequência de onda L1 para realizar o mapeamento geológico. É equipado com um oscilador de cristal de precisão que ajuda a onda a reduzir erros de clock no mapeamento. Os pesquisadores também podem fazer medições altamente precisas calculando o deslocamento apropriado entre os sensores GNSS.

Por exemplo, se uma área de deformação ativa (digamos, um vulcão) for cercada por várias estações receptoras, o GNSS pode ser útil para detectar qualquer tipo de deformação ou movimento do solo.

Aplicativos GNSS em outras indústrias

Além dos aplicativos GNSS acima, alguns importantes também incluem:

1. Mobile Satellite
2. Location-based Emergency and Precision Services
3. Improving Weather Forecast
4. Photographic Geocoding
5. Marketing and More

)

Dispositivo de medição inercial ou sensores INS

A unidade de medição inercial (IMU) desempenha um papel vital nos sistemas globais de navegação por satélite. Conforme discutido acima, o sistema GNSS coleta sinais de dados de pelo menos três dos satélites em órbita, onde cada sinal recebido pelos receptores é incrivelmente preciso.

No entanto, se o sinal for obstruído por quaisquer obstáculos, como árvores, pedras ou edifícios, o sinal não pode mais fornecer um posicionamento preciso. Uma unidade de medida inercial é um tipo de sensor inercial que calcula a rotação e aceleração de um corpo em movimento para determinar sua posição no espaço.

Vamos nos aprofundar um pouco mais nos detalhes

A IMU consiste em 6 sensores adicionais localizados ao longo de três outros eixos ortogonais, onde cada um deles também consiste em um acelerômetro e um giroscópio. A tarefa do acelerômetro é medir a aceleração linear de um corpo em movimento, enquanto o giroscópio mede a aceleração da rotação. Assim, ao calcular os valores desses dois sensores, o sistema pode facilmente determinar a localização exata do corpo em movimento. Em conjunto, o GNSS e o IMU fornecem aos usuários finais soluções de navegação mais poderosas e precisas.

Para resumir

Graças aos recentes avanços tecnológicos, muitos conceitos e tecnologias mudaram significativamente o campo de jogo da robótica, comunicações por satélite e navegação como os conhecemos. O Sistema Global de Navegação por Satélite é um jogador chave entre as tecnologias inovadoras que melhoraram a vida cotidiana como a conhecemos hoje. Além do mais, o RTK fornece GNSS com precisão centimétrica com correções de sinal em tempo real. A combinação de GNSS e RTK fornece a mais alta precisão e a mais alta qualidade de rastreamento de que você precisa. Afinal, GNSS e RTK são a combinação mais poderosa do mercado hoje.

Nesta visão geral, exploramos todas as áreas possíveis para o GNSS e discutimos em detalhes seus conceitos, princípios operacionais e aplicações. Esperamos que o material apresentado tenha informado você sobre a tecnologia GNSS, esclarecido e inspirado você a atingir seus objetivos. Obrigado pela sua atenção.