Outros sistemas de localização baseados em satélites Ewaldo Luiz de Mattos Mehl Universidade Federal do Paraná Departamento de Engenharia Elétrica mehl@ufpr.br TE155-Redes de Acesso sem Fios Outros sistemas de localização baseados em satélites ex-urss, atual Rússia Galileo União Européia Beidou República Popular da China Ex-URSS Rússia ГЛОНАСС - ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система Global'naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema (Sistema Global de Satélites de Navegação) Sistema semelhante ao GPS norte-americano Previsão original de 24 satélites Início em 1982 Centro de controle em Moscou Centros de monitoramento em St. Petersburg, Ternopol, Eniseisk & Komsomolsk Em 2002 só restavam 7 satélites em operação! Recuperação do sistema a partir de 2004 2006: 13 satélites operacionais 2007: 12 satélites operacionais + 4 lançamentos -M 2008: recomposto parcialmente com 16 satélites, mas somente 13 estão operacionais (30-maio-2008) + Lançamentos adicionais (3 satélites de cada vez + Veículo lançador PROTON-M) 2011: Previsão de recomposição total do (24 satélites + reservas) 1
Satélite Uragan 1982-2005 Satélite Uragan-M 2001-2009 http://www.glonass-ianc.rsa.ru http://www.glonass-ianc.rsa.ru Satélite Uragan-K 2010- http://www.glonass-ianc.rsa.ru Engineers work on the Uragan-M space satellite in the assembly shop of the open joint-stock company Reshetnev Information Satellite Systems (formerly known as the NPO PM Applied Mechanics Institute) in the town of Zheleznogorsk, 50 km northeast of the Russian city of Krasnoyarsk, April 3, 2008. 2
Fábrica NPO Prikladnoi Mekhaniki (NPO PM) em Zheleznogorsk, Krasnoyarsk Krai, Rússia Após obter autorização por parte do governo do Cazaquistão para retomar o lançamento dos foguetes Proton, a Rússia colocou em órbita três satélites de navegação para a rede de satélites. O lançamento do foguete 8K82K Proton-K/DM-2, teve lugar às 0735:24UTC do dia 26 de Outubro de 2007 a partir da Plataforma de Lançamento LC81 PU-24 do Cosmódromo GIK-5 em Baikonur, Cazaquistão. Os satélites do recebem o nome de Uragan. Os satélites Uragan-M têm uma massa de 1415kg e são fabricados pela empresa Reshetnev Information Satellite Systems (anteriormente chamada de NPO PM) na cidade de Zheleznogorsk (Sibéria). Os três satélites lançados em 26 de outubro de 2007 receberam as designações Cosmos 2431, Cosmos 2432 e Cosmos 2433 após entrarem em órbita terrestre. As suas designações na série são -M18, - M19 e -M20. A nova série Uragan-K deve ter massa de aproximadamente 700 kg e serão lançados a partir de 2010. 3
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25-dezembro-2008 5
SP Standard Precision: 1602,5625 MHz a 1615.5 MHz HP High Precision: 1240 MHz e 1260 MHz (codificado) Datum: PZ-90 (é possível que -K use WGS-84) http://www.glonass-ianc.rsa.ru Deployment Program December 2008 January 2009 18 satellites. 94% global availability December, 2009 22 satellites. 99.7% global availability December, 2010 24 satellites. 99.99% global availability 6
GALILEO União Européia Sistema semelhante ao GPS norte-americano, a ser completado em 2012 Operado pela Agência Espacial Européia (ESA) Previsão de 27 satélites ativos + 3 de reserva Projeto preliminar: satélites de 660kg e 1500 W Somente dois satélites de testes foram lançados até agora: GIOVE-A (28 de dezembro de 2005) e GIOVE-B (27 de abril de 2008) Lançamentos são realizados da base russa em Baikonur, no Cazaquistão. GALILEO União Européia Segundo satélite do Galileo será lançado somente em 2008 26/09/2007 Atraso deve-se a problemas com foguete russo Segundo um comunicado recente da empresa Arianespace, o lançamento do segundo satélite do sistema global de navegação por satélites Galileo, Giove-B, previsto para dezembro, sofrerá um atraso de três meses. A nova data para lançamento do Giove-B foi marcada para março de 2008. O atraso foi provocado por problemas no foguete russo Soyuz, que deverá levar o satélite para sua órbita. Quando estiver completo, o sistema Galileo terá 30 satélites, que orbitarão a Terra a 24 mil quilômetros de altura e enviarão um sinal civil alternativo à rede GPS, de controle militar. A data prevista para que o sistema esteja completamente operacional é 2012 GIOVE-A GIOVE - Galileo In-Orbit Validation Element GALILEO União Européia Propõe-se 4 tipos de serviços: Open Service (OS): O acesso será gratuito Rinais emitidos em duas faixas: 1164 MHz 1214 MHz & 1563 MHz 1591 MHz. Receptores dual band: erro <4 m horizontal & <8 m vertical Receptores single band: erro <15 m horizontal & <35 m vertical Commercial Service (CS): Acesso mediante o pagamento de uma taxa: serviço criptografado disponível somente sob licença: erro < 1m Recebe os sinais OS + sinal adicional criptografado na faixa de 1260 MHz 1300 MHz. Será complementado por estações terrestres (EGNOS): erro < 10 cm Public Regulated Service (PRS) & Safety of Life Service (SoL): Precisão semelhante ao Open Service. Apresentará robustez contra interferências. PRS será usado por autoridades de segurança (Polícia e Forças Armadas). SoL será usado por sistemas de transporte (Controle de Tráfego Aéreo, Aeronaves, Trens etc.). 7
Proposta: Equipamentos que combinem os sinais GPS, (e futuramente também os sinais do sistema europeu Galileo). Proposta: Equipamentos que combinem os sinais GPS, (e futuramente também os sinais do sistema europeu Galileo). GALILEO União Européia Há dúvidas se o Sistema Galileo de fato estará completo até 2012 (primeira previsão era 2008, depois 2010...) A Agência Espacial Européia (ESA) enfrenta problemas de orçamento insuficiente para completar o Sistema Galileo. Oposição aberta do governo norte-americano O satélite GIOVE-B foi anunciado como pronto, mas posteriormente a ESA confirmou alguns problemas nos testes pré-lançamento. GIOVE-B só foi lançado em 27 de abril de 2008 do Cosmódromo de Baikonur, no Cazaquistão. GIOVE - A 8
GIOVE - A 28 de dezembro de 2005 GIOVE - B 27 de abril de 2008 Beidou 北 斗 导 航 系 统 China Sistema referencial através de satélites geo-estacionários A tradução literal de Běidǒu é Dǒu do Norte, nome dado na China à constelação ocidental da Ursa Maior (Constelação dos Nove Deuses Imperadores, divindades taoistas). Dǒu é um recipiente para cereais (arroz) com aproximadamente 10 litros de capacidade. O sistema Beibou somente tem cobertura na R.P.China e nos países vizinhos (Longitude 70 ~140 E e Latitude 5 ~55 N). Os equipamentos terrestres devem se comunicar com os satélites para obter a localização. Os satélites são basicamente satélites de telecomunicações baseados no design DFH-3 [Dong Fang Hong ( 东 方 红 ) O oriente é vermelho ] massa de aproximadamente 1000 kg Foguete lançador: Longa Marcha Local de lançamento: Xichang, China Downlink 2491,75 + / - 4,08 MHz Uplink 1615,68 MHz. Datum: Beijing 1954 9
Beidou 北 斗 导 航 系 统 China Data Beidou 北 斗 导 航 系 统 China Satélite Local de Lançament o Foguete Lançador Órbita Situação Os Nove Deuses Imperadores são os seguintes: 1. Gou Chen Tian Huang Da Di 勾 陈 天 皇 大 帝 (Estrela Vega) 2. Bei Ji Zhi Wei Da Di 北 极 紫 微 大 帝 (Estrela Polar - Polaris) 3.As 7 estrelas da Constelação do Norte (em chinês, Bei Dou Qi Xing 北 斗 七 星 ): a. Tan Lang 贪 狼 b. Ju Meng 巨 门 c. Lu Chun 禄 存 d. Wen Qu 文 曲 e. Lian Zhen 廉 贞 f. Wu Qu 武 曲 g. Po Jun 破 军 30.out.00 BeiDou-1A Xichang CZ-3M GEO 140 E Não operacional 21.dez.00 BeiDou-1B Xichang CZ-3A GEO 80 E Operacional 25.mai.03 BeiDou-1C Xichang CZ-3A GEO 110,5 E Operacional 03.fev.07 BeiDou-1D Xichang CZ-3A GEO 86 E Operacional 14.abr.07 BeiDou-2A Xichang CZ-3A MEO 21500 km Operacional 15.abr.09 BeiDou-2G Xichang CZ-3C MEO 21500 km Operacional Sequência de operação provável 1. O equipamento terrestre envia um sinal ao espaço. 2. Cada um dos satélites geoestacionários recebe o sinal do equipamento terrestre. 3. Cada satélite geoestacionário envia de volta à terra o horário do seu relógio atômico no qual houve a chegada do sinal terrestre. 4. Uma central de operação calcula a latitude e a longitude do equipamento terrestre, tendo como base os horários enviados pelos satélites geoestacionários. A altitude não é possível de ser determinada pelo atraso do sinal e provavelmente é obtida através de uma mapa-base programado na central de operações. 5. A central de operações envia os resultados da localização e da altitude aos satélites. 6. Um ou mais satélites envia de volta ao equipamento terrestre a localização e a altitude que foi calculada pela central de operações. Beidou 北 斗 导 航 系 统 China Aparentemente os receptores recebem também os sinais dos satélites GPS norte-americanos, sendo os satélites Beidou destinados a aumentar a precisão da localização. Devido à necessidade de comunicação do equipamento terrestre com os 2 satélites geo-estacionários, os equipamentos são grandes e provavelmente consomem muita potência. Aparentemente a China havia desistido do sistema Beidou em favor de um acordo para uso do sistema Europeu Galileo, porém lançou em fevereiro e abril de 2007 mais dois satélite do sistema Beidou (não eram lançados novos satélites Beidou desde 2003) e um novo satélite em abril de 2009. Plano de Frequências GPS & Galileo 10
Plano de Frequências GPS & Galileo & Beidou Introdução ao NAVSTAR-GPS Conclusões O sistema NAVSTAR-GPS é uma excelente ferramenta de geolocalização, disponível mundialmente e gratuitamente, com inúmeras aplicações. Como foi desenvolvido para aplicações militares, o GPS é controlado pelos militares norte americanos, podendo sofrer a qualquer momento indisponibilidade ou introdução de desvios propositais por razões de segurança. A China, a antiga URSS e a Comunidade Européia, preocupadas com o controle militar norte-americano do GPS, desenvolveram ( + Beidou) ou estão desenvolvendo (GALILEO) seus próprios sistemas baseados em satélites. Os vários empecidos e adiamentos não permitem prever quando o sistema Galileo estará plenamente operacional Se o sistema Galileo de fato se tornar realidade, será interessante ter futuramente equipamentos que possam receber sinais conjuntos dos sistemas GPS + + Galileo 11