Os sinais GNSS são a espinha dorsal da navegação aérea moderna — mas com os crescentes riscos de jamming e spoofing, depender apenas do GNSS não é mais seguro. A questão chave na indústria de navegação não é mais o quão bem um sistema funciona com RTK ou em ambientes urbanos hostis, mas sim: até onde você pode voar — e com que precisão — quando o GNSS está indisponível?
Responder a essa pergunta exige muito mais do que um único teste. Demanda avaliações repetidas, controladas e estatisticamente significativas.
Fornecer um relatório de teste de desempenho de um Sistema de Navegação Inercial (INS) em condições de negação de GNSS não se trata de produzir um gráfico bonito ou um único número impressionante, muitas vezes expresso em “porcentagem da distância percorrida”. Trata-se de demonstrar desempenho real em cenários reais — as mesmas condições que nossos clientes enfrentam em campo. É por isso que, na SBG Systems, optamos por construir um relatório de Dead Reckoning aéreo no estilo de qualificação, em vez de uma simples demonstração “selecionada a dedo”.
Os resultados apresentados em nosso relatório são baseados em um conjunto de dados estatísticos curto, mas significativo. Analisamos múltiplas interrupções e derivamos estatísticas para fornecer uma imagem representativa do desempenho real. Um resultado de melhor caso pode ocorrer uma vez em três tentativas — ou uma vez em dez mil. Publicar apenas esse resultado seria simplesmente enganoso.
Este breve artigo explica por que essa abordagem é importante e o que você deve procurar ao interpretar um relatório de teste em condições de negação de GNSS. O objetivo é ajudá-lo a tomar decisões informadas ao selecionar a solução certa para sua aplicação.
Por que não mostrar apenas uma interrupção de GNSS como todo mundo?
Na realidade, a navegação de UAV em ambiente sem GNSS com auxílio de dados aéreos não é uma questão simples. As condições ambientais são muito importantes a serem consideradas.
Algumas razões pelas quais confiar em uma única interrupção ideal é uma imagem enganosa:
Fluxo de ar estável = melhor caso: Quando o fluxo de ar ao redor da aeronave é estável, o ambiente dinâmico é suave, e o INS se comporta melhor. Mas isso não reflete todas as missões.
Sem vibração = melhor caso: Vibrações degradam a estabilidade do sensor inercial e a estimativa de vieses. Um voo com baixa vibração ou um sistema bem amortecido é muito mais fácil.
Loops e curvas naturalmente escondem a deriva de proa: Curvas compensam a deriva de proa e melhoram artificialmente o erro de posição. Isso também faz com que os números pareçam ótimos. Impressionante, claro… mas o desempenho em voo reto ainda é desconhecido. Acelerações e rotações ajudam a estimar vieses. Em missões em linha reta, o INS tem um trabalho mais difícil – mas é exatamente aí que o desempenho importa para muitos clientes e é isso que faz a diferença entre os INSs.
A temperatura importa – e muito: Mudanças de temperatura modificam os vieses dos sensores, fatores de escala e características de ruído. Em condições de temperatura controlada ou constante, o INS opera em sua zona de conforto, dando uma visão excessivamente otimista. Mas missões reais envolvem: transições rápidas de temperatura (decolagem para altitude), ar frio e rarefeito em alta altitude, ambientes quentes perto de motores.
O que você ganha quando todas as condições são atendidas?
Quando todas as estrelas finalmente se alinham — vibrações perfeitamente amortecidas, fluxo de ar suave, temperatura estável — o INS entrega o seu melhor. O tipo de desempenho que faz os engenheiros coçarem a cabeça imaginando como fazer de novo… e faz nossos clientes sorrirem de orelha a orelha: o Ellipse, com sua IMU de grau industrial, comporta-se como um INS de grau tático, derivando apenas 0,56% da distância percorrida — cerca de 30 m em 5 km. O Ekinox Micro eleva o nível, reduzindo a deriva para 0,13% DT, cerca de 7,2 m. E o Apogee? Mal se move 2 m nos mesmos 5 km.
Como interpretar um relatório de teste em ambiente com GNSS negado?
Ao avaliar o desempenho de dead reckoning, não comece com os números de erro finais, comece com a trajetória.
Aqui está um detalhamento guiado em 6 etapas para você seguir:
1 – Verifique a trajetória primeiro
A geometria do voo define se o teste é desafiador ou artificialmente fácil. Muitos “testes de marketing” usam: loops curtos, padrão de pista de corrida ou segmentos de inversão de curso repetidos. Essas trajetórias compensam erros inerciais e fazem o desempenho parecer irrealisticamente bom.
2 – Verifique o número de interrupções
Uma única interrupção é uma amostra. Pode parecer ótimo – ou terrível – apenas por acaso.
3 – Observe a duração da interrupção, e não apenas a distância percorrida e a velocidade
Um relatório que mostra apenas interrupções de 10 a 20 segundos não diz nada sobre como o INS se comporta durante uma interrupção de GNSS mais longa.
4 – Examine como o erro é relatado
Algumas especificações apresentam apenas um erro médio, o que pode ser enganoso e não verdadeiramente representativo do desempenho no mundo real. Avaliações mais significativas geralmente se concentram no erro de fim de interrupção, que reflete a deriva real acumulada durante uma interrupção de GNSS ou ambiente negado. Também é importante verificar se o erro é expresso por eixo e se utiliza RMS ou outra medida estatística. Idealmente, a evolução completa do erro ao longo do tempo deve ser fornecida, dando uma visão completa de como o sistema se comporta durante todo o período de interrupção, em vez de depender de um único valor resumido.
5 – Procure por condições ambientais (raramente mencionadas, mas cruciais)
O desempenho do INS é sensível a perturbações da vida real: vibrações, gradientes de temperatura, distorções do fluxo de ar e condições magnéticas variáveis (para sistemas assistidos por magnetômetro).
6 – Verifique o formato da curva de erro do INS. Ela deve exibir um crescimento linear ou exponencial — não um comportamento sinusoidal.
As curvas amarela e azul são representativas do desvio normal do INS quando a plataforma está se movendo em linha reta sem GNSS. O erro aumenta constantemente ao longo do tempo, linear ou exponencialmente, o que é esperado. Pelo contrário, a curva verde (formato) não é representativa do desvio típico do INS. Um erro que cresce no início (linear ou exponencial), depois forma uma “elevação” e começa a diminuir indica que a trajetória não é reta.
Este padrão revela que ocorreu uma curva ou mudança de direção, o que faz com que o erro seja parcialmente cancelado em vez de aumentar monotonicamente.
Como construímos confiança com nossos clientes?
A transparência está no centro da nossa abordagem. Construímos confiança com nossos clientes por meio de testes rigorosos e relatórios de desempenho honestos. Em vez de apresentar cenários ideais, qualificamos nossas soluções em condições realistas e exigentes e compartilhamos resultados estatisticamente representativos — e, o mais importante, disponibilizamos esses resultados diretamente aos nossos clientes. Isso oferece aos nossos clientes a percepção para basear suas decisões no que realmente acontece em campo, não no que só funciona em condições perfeitas.
Acessar Relatório Completo de Teste Aerotransportado