Stellar-40 Sistema de navegação inercial de nível tático

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A navegação por estimativa é um método de navegação sem GNSS , que se baseia na inércia e em outros dados de sensores para manter o rastreamento contínuo. Normalmente, quando GNSS perdido, um sistema perde completamente a sua posição. Com a navegação por estimativa, o sistema calcula uma posição contínua que irá desviar-se lentamente ao longo do tempo. A taxa deste desvio depende da qualidade da IMU interna IMU da disponibilidade de sensores auxiliares externos.

O Stellar-40 utiliza nosso protocolo proprietário sbgECom, que emprega frames de mensagem claramente definidos. Usando essas mensagens predefinidas, o sistema pode ingerir de forma contínua dados de airdata, velocidades do corpo e dados de posição absoluta de qualquer sensor externo capaz de fornecer essas informações.

Não, pois não é necessário. O algoritmo avançado de fusão de sensores do Stellar-40 calcula e estima automaticamente as condições do vento em tempo real, eliminando a necessidade de inseri-las manualmente.

Para plataformas terrestres, o Stellar-40 suporta uma variedade de entradas de auxílio para melhorar a precisão da navegação, especialmente em ambientes com negação de GNSS. Isso inclui odômetros de hardware (odometria de roda), auxílios de velocidade de sensores externos (como LiDAR ou sensores ópticos) e auxílios de posição absoluta.

A escolha certa depende do seu ambiente operacional. Recomendamos fortemente a versão amortecida para plataformas expostas a ambientes adversos e com vibrações, como drones de ataque profundo ou veículos terrestres não tripulados (UGVs). Se você não tiver certeza de qual versão é mais adequada para sua aplicação, nossa equipe de suporte está pronta para ajudá-lo a fazer a escolha certa.

O que é o SBAS?

O Sistema de Aumento Baseado em Satélite (SBAS) é uma tecnologia GNSS que melhora a precisão, a integridade, a disponibilidade e a continuidade do posicionamento por satélite. Desenvolvido inicialmente para apoiar a aviação, o SBAS tornou-se um valioso auxílio à navegação para aplicações como veículos aéreos não tripulados (UAVs), navegação marítima, agricultura de precisão, mapeamento GIS, veículos autônomos e sistemas de navegação inercial (INS). Ao contrário da Cinemática em Tempo Real (RTK) ou do Posicionamento de Ponto Preciso (PPP), o SBAS oferece posicionamento gratuito com precisão na ordem de metros, sem a necessidade de uma estação base local ou de conexão à Internet.

Um GNSS autônomo determina sua posição medindo pseudodistâncias a partir de satélites pertencentes a constelações como GPS, Galileo, GLONASS ou BeiDou. No entanto, essas medições são afetadas por várias fontes de erro, incluindo desvio do relógio do satélite, erros de órbita (efemérides), atraso ionosférico, atraso troposférico, ruído do receptor e multipath. O SBAS estima continuamente o maior desses erros e transmite correções em tempo real que melhoram significativamente a solução de navegação.

A arquitetura do SBAS baseia-se em uma rede de estações de referência, cujas localizações foram determinadas com precisão, distribuídas por toda a região. Essas estações monitoram continuamente GNSS e comparam as distâncias medidas até os satélites com suas posições conhecidas para estimar os erros de relógio, órbita e ionosféricos dos satélites. As medições são transmitidas a centros de controle principais, que combinam os dados de todas as estações de referência para gerar mensagens de correção e informações de integridade. Essas mensagens são então enviadas para satélites geoestacionários, que as retransmitem para GNSS compatíveis com o SBAS. O receptor aplica as correções antes de calcular sua posição, reduzindo efetivamente as principais fontes de erro que afetam as medições de pseudodistância.

Matematicamente, a pseudodistância corrigida pode ser expressa da seguinte forma:

Pcorrigido​ = Pmedido​ − Δrelógio ​− Δórbita​ − Δiônico​

onde Pmedida é a medição original da pseudodistância, Δrelógio representa a correção do relógio do satélite, Δórbita​ é a correção orbital, e Δiono é a correção do atraso ionosférico.

Essas correções geralmente reduzem os erros de posicionamento GNSS autônomo de aproximadamente 3 a 10 metros para cerca de 1 a 2 metros. Embora esse nível de precisão seja inferior ao desempenho na ordem de centímetros alcançado com RTK ou PPP, o SBAS oferece uma grande vantagem: o monitoramento de integridade. Em vez de simplesmente melhorar a precisão da posição, o SBAS avalia continuamente o estado de cada satélite monitorado e alerta rapidamente os usuários caso um satélite se torne não confiável devido a anomalias no relógio, erros orbitais ou degradação do sinal. Essa capacidade é essencial para aplicações críticas em termos de segurança, nas quais os usuários precisam saber se a solução de navegação é confiável.

Vários serviços regionais SBAS operam em todo o mundo. Entre eles estão o WAAS na América do Norte, o EGNOS na Europa, o MSAS no Japão, o GAGAN na Índia, o SDCM na Rússia, o KASS na Coreia do Sul e o SouthPAN na Austrália e na Nova Zelândia. Os receptores GNSS multifrequenciais modernos geralmente oferecem suporte a vários serviços SBAS automaticamente, dependendo de sua localização geográfica.

Para sistemas de navegação inercial, o SBAS fornece uma GNSS mais precisa e confiável, o que melhora o desempenho da fusão de sensores. Um Filtro de Kalman Estendido (EKF) utiliza as medições corrigidas GNSS e velocidade GNSS para limitar periodicamente o desvio acumulado pelos sensores inerciais. Em comparação com GNSS autônomo, o SBAS reduz o ruído de medição e os desvios relacionados aos satélites, resultando em atualizações mais estáveis de posição e velocidade, ao mesmo tempo em que fornece informações valiosas de integridade para os algoritmos de navegação. No entanto, o SBAS não aumenta a taxa GNSS e não pode compensar GNSS . Durante interrupções de sinal, o desempenho geral da navegação ainda depende principalmente da qualidade da IMU da eficácia do algoritmo INS .

O SBAS é, portanto, uma excelente solução para aplicações que exigem posicionamento gratuito, disponível globalmente com precisão na ordem de metros, além de alta confiabilidade e integridade. É particularmente adequado para veículos autônomos, UAVs, navegação marítima, agricultura e sistemas industriais, nos quais uma navegação robusta é mais importante do que alcançar precisão na ordem de centímetros. Quando as aplicações exigem posicionamento de nível topográfico, o RTK ou o PPP continuam sendo as técnicas de correção preferidas, enquanto o SBAS serve como um aprimoramento confiável e amplamente disponível para GNSS convencional.