GBAS. Geodésia II Eng. Cartográfica Prof. Dra. Daniele Barroca

Transcrição

1 Cleber Junior Alencar Samira Neves Pedrosa GBAS Geodésia II Eng. Cartográfica Prof. Dra. Daniele Barroca

2 Sumário 1. Introdução 2. Sistema de Aumento 3. Interferência nos sinais GNSS 4. O GBAS 5. Aplicações e Acurácia 6. Benefícios 7. Temos no Brasil? 2

3 1 Introdução Informações gerais

4 GBAS O (Ground Based Augmentation System) é um sistema de aumento destinado à melhoria da exatidão, da integridade, da continuidade e da disponibilidade da informação para a navegação por satélite do GNSS (Global Navigation Satellite Systems). 4

5 A indústria da aviação exige alto grau de confiabilidade das informações de posicionamento de aeronaves. No caso da navegação aérea, o GBAS desenvolve um papel importante nos momentos de aproximação e aterrissagem das aeronaves, nas categorias CAT I, CAT II e CAT III. 5

6 2 Sistemas de Aumento O GNSS para a navegação aérea

7 As constelações de satélites disponíveis, por si próprias, não conseguem cumprir com os requisitos de Acurácia e Integridade para a navegação aérea. ICAO Organização Internacional da Aviação Civil 7

8 Conceito Os Sistemas de Aumento utilizam uma combinação de receptores GNSS instalados no solo ou satélites, calculam correções diferenciais, e transmitem para os outros receptores poderem corrigir as observações. 8

9 Conceito Eles aumentam a capacidade dos GNSSs Integridade Continuidade Acurácia Disponibilidade 9

10 Conceito Disponibilidade Continuidade Integridade É a capacidade de fornecer um número de satélites necessários para uma determinação de posição dentro da área de cobertura especificada. É a capacidade que este sistema de navegação possui de continuar a executar a sua função durante a operação pretendida. É a garantia de transmitir de forma rápida e automática uma advertência de que o mesmo deixou de funcionar adequadamente. 10

11 3 Interferência nos sinais GNSS Troposfera e Ionosfera

12 Ao se propagarem pela atmosfera, as ondas eletromagnéticas sofrem influências de diferentes magnitudes. 12

13 Atmosfera Troposfera Ionosfera - Camada mais superficial - Aproximadamente 50 Km de altura - Nela ocorrem os fenômenos climáticos - O vapor d água é o que mais afeta a propagação dos sinais - Entre 50km e 1000km - Alta densidade de elétrons livres que afetam a propagação de ondas de rádio - Afetam a modulação e a fase da portadora, causando um atraso no tempo de viagem - Causa mudanças na polarização, fase e amplitude (Cintilação) 13

14 Atmosfera Troposfera Ionosfera

15 4 O GBAS Funcionamento Características

16 GBAS (Ground Based Augmentation System) Sistema de Aumento Baseado em Estações Terrestres De curto alcance 16

17 Estação de Monitoramento de Integridade (IMS) Estação-Base de Processamento (PBS) Estações de Referência de Distância (RRS) Estação VHF Difusora de Dados (VDB) 17

18 1. As estações RRS recebem os sinais dos satélites e proveem os dados de pseudodistância para a PBS 2. A PBS realiza o processamento e calcula correções diferenciais, incorpora os dados de fontes de distância e dos efeitos atmosféricos, e elabora as mensagens digitais 3. A VDB envia as mensagens digitais às aeronaves via dados VHF dentro de um raio predeterminado 4. A IMS monitora o estado operacional e integridade do GBAS, o conteúdo das mensagens e a acurácia dos erros de pseudodistância, a fim de evitar as aeronaves recebam informações errôneas 18

19 Estação de Monitoramento de Integridade (IMS) Estação-Base de Processamento (PBS) Estações de Referência de Distância (RRS) Estação VHF Difusora de Dados (VDB) 19

20 Cobertura mínima do GBAS Vista Superior Vista de Perfil Desvio Lateral Ponto limiar de aterrisagem (ICAO, 2013) 20

21 Tipos de mensagens transmitidas Mensagem Tipo 1 Mensagem Tipo 2 Mensagem Tipo 4 Fonte: GBAS Guide (ICAO 2013)

22 Tipos de mensagens transmitidas Tipo 1 Fornece correções diferenciais para os satélites individualmente. - Efemérides Tipo 2 Identifica a localização do ponto de referência GBAS com as correções Tipo 4 Final Approach Segment (FAS) Segmento de Aproximação Final 22

23 Tipos de mensagens transmitidas Correções de Pseudodistância Dados de integridade do GBAS Dados de aproximação final (FAS) de precisão Predições de disponibilidade dos dados 23

24 Estações GBAS 24

25 Aplicações e Acurácia 5

26 Auxiliar as aerononves na aproximação final da pista Fornecer orientação vertical e horizontal de precisão Assim como o ILS (Instrument Landing System) 26

27 ILS? É um sistema que transmite de sinais de rádio que são recebidos, processados e apresentados nos instrumentos de bordo do avião Orientação lateral em relação à pista (localizer) Ângulo de descida (glideslope) 27

28 Contribuição Os sinais permitem aproximações e aterrissagem nas diferentes categorias (CAT) (ICAO, 2013): CAT I CAT II CAT III (A, B e C) 28

29 CATs CAT I Altura: 200 pés (60 m) Visibilidade da Pista: 550 m à 800 m CAT II Altura: pés (60 m 30 m) Visibilidade da Pista: 350 m CAT III Altura: <100 pés (<30 m) Visibilidade da Pista: <350 m 29

30 CATs Utilizando o ILS Utilizando o GBAS 30

31 Acurácia Os aviões já são capazes de voar com o auxílio do sistema GPS. Porém, a precisão fornecida não é adequada para aproximação final da pista (situação de risco) precisão horizontal 3 precisão vertical 6 GBAS < 1 metro 31

32 Cada centímetro conta! 32

33 6 Benefícios GBAS x ILS

34 GBAS x ILS Custo de aproximadamente 2,5x menor ; Uma única estação GBAS auxilia até 49 operações de pouso pode servir mais de um aeródromo; Possibilidade de aproximações em curva; Custo alto para aquisição e implantação; Um sistema ILS serve para apenas uma pista; Necessidade de voos de calibração regularmente; Único Problema: erros advindos da Ionosfera! 34

35 Temos no Brasil? 7

36 Tecnologia Recente Como o GBAS é um sistema relativamente recente, a velocidade de aquisição e uso do mesmo é relativamente lenta. O primeiro sistema foi instalado no ano de 2012 em Brehmen (Alemanha). 36

37 Tecnologia Recente O Brasil está no início da substituição do sistema ILS pelo o GBAS Apenas 1 aeroporto, o de Galeão (Rio de Janeiro) O sistema não está completamente funcional Promete operar 24h para a CAT I 37

38 Fonte: DECEA Tecnologia Recente 38

39 Pesquisas na área Criação de um modelo de risco ionosférico adequado para o uso em GBAS no Brasil 39

40 Pesquisas na área 40

41 Obrigado! Perguntas? Cleber Junior Alencar Samira Neves Pedrosa 41