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Tecnologia GNSS no suporte a navegação aérea

Processo: 19/06000-9
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de abril de 2019
Vigência (Término): 31 de março de 2020
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Geociências - Geodésia
Convênio/Acordo: CNPq - INCTs
Pesquisador responsável:Joao Francisco Galera Monico
Beneficiário:Gustavo Patara Onishi
Instituição-sede: Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Presidente Prudente. Presidente Prudente , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:17/50115-0 - INCT 2014: tecnologia GNSS no suporte à navegação aérea, AP.PP
Assunto(s):Navegação aérea   Sistemas de navegação global por satélite   Ionosfera

Resumo

O uso do GNSS para a navegação aérea é uma tendência mundial e será a principal tecnologia adotada no futuro para a determinação de posição das aeronaves em todas as fases do voo. Seu uso 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, tecnologia que faz uso de sistemas GNSS, sobretudo o 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 GNSS sofrem forte influência da camada ionosférica, com a introdução de erros que podem afetar os requisitos de integridade exigidos pela ICAO. A camada ionosférica apresenta comportamentos distintos em função da localização, da hora do dia, do período do ano e do ciclo de atividade solar, cujo período é de onze anos. No Brasil, 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 seja pior se 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. Estudos nesse sentido revestem-se de grande importância em razão dos criteriosos requisitos de segurança envolvidos na aviação, por envolver risco de vidas humanas. Logo, esse INCT visa realizar uma análise detalhada dos modelos de decorrelação de erros devido à ionosfera (modelo de risco), desenvolvidos para uso nos Estados Unidos, que garantem a segurança da operação para sistemas de pouso de precisão, como o GBAS. Tais modelos exigem uma análise de viabilidade para uso no Brasil, uma vez que as condições ionosféricas são bastante distintas daquelas para onde foram desenvolvidos os modelos. Adicionalmente, serão propostas adaptações e melhorias neste modelo de risco a fim de adequá-lo à realidade brasileira de modo a atender os critérios exigidos pela OACI. Para o desenvolvimento do projeto faz-se necessário um conjunto consistente e abrangente de dados de receptores de GNSS em território nacional a fim de subsidiar as análises das especificidades da ionosférica e a consequente viabilização do uso de tecnologias GNSS para a navegação aérea. Por isso, propõe-se uma ampliação das redes de monitoramento contínuo existentes compostas por receptores GNSS com capacidade de medição dos parâmetros mais importantes da atividade ionosférica: o Conteúdo Eletrônico Total (TEC) e os índices de cintilação ionosférica (S4 e P2). A demanda exposta foi apresentada pelo Departamento de Controle do Espaço Aéreo para atender a comunidade brasileira com um serviço seguro para procedimentos de pouso de precisão. Os dados GNSS da rede 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 aplicações geodésicas, agricultura de precisão e posicionamento de plataformas de prospecção de petróleo. Podem ainda ser assimilados por modelos ionosféricos e utilizados em diversos estudos científicos. Vislumbra-se ainda a possibilidade de, no futuro, os mapas de TEC e cintilação incorporarem um serviço prestado pelo Sistema de Controle do Espaço Aéreo Brasileiro. Neste sentido, a Unesp, que tem desenvolvido trabalhos envolvendo Geodésia, Meteorologia e Aeronomia, em conjunto com o INPE, que é o instituto especializado em estudos da Ionosfera, e o ITA, especializado em aeronáutica, propõe o presente INCT visando atender a essa demanda.