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Tecnologia GNSS no suporte a navegação aérea

Processo: 18/23754-4
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
Vigência (Início): 01 de janeiro de 2019
Vigência (Término): 31 de dezembro de 2019
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Geociências - Geofísica
Convênio/Acordo: CNPq - INCTs
Pesquisador responsável:Eurico Rodrigues de Paula
Beneficiário:André Ricardo Fazanaro Martinon
Instituição-sede: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (Brasil). São José dos Campos, SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:17/50115-0 - INCT 2014: tecnologia GNSS no suporte à navegação aérea, AP.PP
Assunto(s):Voo (engenharia de aeronaves)   Sistemas de navegação por satélite   Navegação aérea   Sistema de posicionamento global (GPS)   Ionosfera   Banco de dados   Coleta de dados

Resumo

O uso de sistemas de posicionamento por satélites (GNSS) para a navegação aérea constitui uma tendência mundial na atualidade e será a principal tecnologia adotada no futuro para a determinação de posição das aeronaves em todas as fases do voo. O uso de tecnologia desta natureza apresenta inúmeras vantagens com uma considerável redução na necessidade de instalação de equipamentos em solo, otimização do espaço aéreo com rotas, redução do tempo de voo e consequente economia de combustível, dentre outros. Inserido neste contexto, destaca-se o sistema GBAS (Ground-Based Augmentation System), tecnologia que faz uso de sistemas GNSS, sobretudo o sistema de posicionamento global americano (GPS) com a transmissão de correções para a melhora da acurácia na determinação de posição visando a conduzir aeronaves para um pouso de precisão. Entretanto, os sinais do sistema GPS, assim como os de qualquer outro sistema de posicionamento por satélite, sofre forte influência da camada ionosférica, com a introdução de erros que podem afetar os requisitos de acurácia, integridade, disponibilidade e continuidade exigidos pela Organização de Aviação Civil Internacional (OACI). A camada ionosférica apresenta comportamentos distintos em função da localização (sobretudo com a variação de latitude), da hora do dia, do período do ano e do ciclo de atividade solar, cujo período é de onze anos. A ionosfera sobre o território brasileiro, em especial nas regiões de ocorrência da anomalia da ionização equatorial, apresenta características singulares com relação ao restante do planeta, pela concentração de fenômenos e anomalias que ali ocorrem, fazendo com que o desempenho de sistemas de posicionamento por satélite na região seja pior quando comparado a regiões como os Estados Unidos e a Europa, por exemplo. Por esta razão, a aplicação de tecnologias baseada em GNSS na aviação sobre o território brasileiro exige uma avaliação profunda dos efeitos da ionosfera. Os parâmetros mais importantes da atividade ionosférica são o Conteúdo Eletrônico Total (CET) e os índices de cintilação ionosférica (S4 e P2). Os dados de receptores GNSS poderão ser utilizados para a otimização do desempenho dos receptores GNSS durante a incidência de cintilações ionosféricas e ainda para disponibilizar aos usuários mapa em tempo real dos erros causados pelo atraso ionosférico e da ocorrência de cintilação. Tais mapas são úteis em diversas aplicações geodésicas, dentre as quais agricultura de precisão e posicionamento de plataformas de prospecção de petróleo. Podem ainda ser assimilados por modelos ionosféricos e utilizados em diversos estudos científicos. Objetivos: Criar uma estrutura capaz de coletar dados ionosféricos tais como: Conteúdo Eletrônico Total (CET) e da cintilação ionosférica utilizando uma rede de receptores GNSS, temperatura e vento termosférico utilizando espectrômetro Fabry-Perot, densidade eletrônica e outros parâmetros obtidos por digissondas. Essa estrutura possibilitará o gerenciamento dessas informações, seus armazenamentos e disponibilização, de maneira estratégica, aos pesquisadores envolvidos no desenvolvimento de um modelo de risco para a orientação de aeronaves. Metodologia: Para realizar essa atividade, ocorrerá um processo de coleta de requisitos para entender como é a atual estrutura do projeto. Diante disso, será desenvolvido uma estrutura que se inicia desde a coleta dos dados dos receptores nas estações fazendo o primeiro tratamento dos dados, será realizada a transmissão das informações para o servidor principal e, depois disso, os dados serão preparados de maneira ideal para que sejam armazenados no banco de dados e, futuramente, sejam acessados e distribuídos. Nessa estrutura, também está planejado o desenvolvimento de um banco de dados e um processo de backup destes dados de forma automatizada e segura. Além disso, todos os equipamentos do projeto serão configurados para exercer atividades de forma automática.