Os sinais GNSS são a espinha dorsal da navegação aérea moderna — mas, com os crescentes riscos de interferência (jamming) e falsificação (spoofing), confiar apenas no GNSS já não é seguro. A questão principal em todo o setor de navegação deixou de ser o desempenho de um sistema com RTK ou em ambientes urbanos severos, e passou a ser: até onde você consegue 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 sem GNSS não se trata de produzir um gráfico bonito ou um único número impressionante, frequentemente expresso em “porcentagem da distância percorrida”. Trata-se de demonstrar o desempenho real em cenários reais — as mesmas condições que nossos clientes enfrentam em campo. É por isso que, na SBG Systems, escolhemos criar um relatório de Estimação de Posição (Dead Reckoning) aerotransportado no estilo de qualificação, em vez de uma simples demonstração “escolhida a dedo”.
Os resultados apresentados em nosso relatório baseiam-se em um conjunto de dados estatísticos curto, porém significativo. Analisamos múltiplas interrupções e derivamos estatísticas para fornecer um panorama representativo do desempenho real. O resultado de melhor caso pode ocorrer uma vez a cada três tentativas — ou uma vez a cada dez mil. Publicar apenas esse resultado seria simplesmente enganoso.
Este breve artigo explica por que essa abordagem importa e o que você deve procurar ao interpretar um relatório de teste sem GNSS. O objetivo é ajudar você 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 VANTs sem GNSS com auxílio de dados aerodinâmicos (airdata) não é uma questão simples. As condições ambientais são muito importantes de serem consideradas.
Alguns motivos pelos quais confiar em uma única interrupção ideal passa 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: As vibrações degradam a estabilidade do sensor inercial e a estimativa de viés. Um voo com baixa vibração ou um sistema bem amortecido é muito mais fácil.
Voltas e curvas mascaram naturalmente a deriva de proa (heading drift): As curvas compensam a deriva de proa e melhoram artificialmente o erro de posição. Isso também faz com que os números pareçam ótimos. Impressionante, com certeza… mas o desempenho em voo retilíneo ainda é desconhecido. Acelerações e rotações ajudam a estimar vieses. Em uma missão 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 sistemas INS.
A temperatura importa – e muito: Mudanças de temperatura alteram 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, oferecendo uma visão excessivamente otimista. Mas missões reais envolvem: transições rápidas de temperatura (da decolagem à altitude), ar frio e rarefeito em grandes altitudes, e ambientes quentes próximos aos motores.
O que você obtém quando todas as condições são atendidas?
Quando todos os astros 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 aquilo de novo… e faz nossos clientes abrirem um sorriso de orelha a orelha: o Ellipse, com sua IMU de grau industrial, comporta-se como um INS de grau tático, apresentando uma deriva de apenas 0,56% da distância percorrida — cerca de 30 m em 5 km. O Ekinox Micro eleva o patamar, reduzindo a deriva para 0,13% DT, cerca de 7,2 m. E o Apogee? Movendo-se mal e porcamente 2 m ao longo dos mesmos 5 km.
Como interpretar um relatório de teste sem GNSS?
Ao avaliar o desempenho de estimação de posição (dead reckoning), não comece pelos números finais de erro, comece pela trajetória.
Aqui está uma análise guiada 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” utilizam: loops curtos, padrão de pista de corrida (racetrack) ou segmentos de retorno repetidos. Essas trajetórias compensam erros inerciais e fazem o desempenho parecer irrealisticamente bom.
2 – Verifique o número de interrupções
Uma única interrupção é apenas uma amostra. Ela pode parecer ótima — ou terrível — puramente 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 prolongada de GNSS.
4 – Examine como o erro é reportado
Algumas especificações apresentam apenas um erro médio, o que pode ser enganoso e não verdadeiramente representativo do desempenho no mundo real. Avaliações mais significativas normalmente se concentram no erro ao final da 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 distúrbios da vida real: vibrações, gradientes de temperatura, distorções no fluxo de ar e condições magnéticas variáveis (para sistemas auxiliados por magnetômetro).
6 – Verifique o formato da curva de erro do INS. Ela deve exibir um crescimento linear ou exponencial — e não um comportamento senoidal.
As curvas amarela e azul são representativas da deriva normal do INS quando a plataforma está se movendo em linha reta sem GNSS. O erro aumenta de forma constante ao longo do tempo, seja de maneira linear ou exponencial, o que é esperado. Pelo contrário, a curva verde (formato) não é representativa da deriva típica do INS. Um erro que cresce inicialmente (linear ou exponencialmente), depois forma uma “lombada” e começa a diminuir indica que a trajetória não é reta.
Esse padrão revela que ocorreu uma curva ou mudança de direção, fazendo com que o erro se cancele parcialmente 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 exibir 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 dá aos nossos clientes a perspectiva necessária para basear suas decisões no que realmente acontece em campo, e não no que só funciona em condições perfeitas.
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