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O sistema europeu Galileo é mais eficiente que o GPS americano?
Publicado por Adrien, Fonte:The Conversation sob licença Creative Commons Outras Línguas: FR, EN, DE, ES
Menos conhecido que o GPS americano, Galileo, o sistema europeu de navegação por satélite, oferece serviços operacionais desde 2016 e hoje é amplamente utilizado em smartphones, veículos, drones e todas as aplicações de uso geral. Isso não é por acaso.
Imagem Wikimedia
Embora a constelação de satélites ainda estivesse incompleta, a performance do sistema europeu rapidamente se mostrou excelente, oferecendo uma precisão de um metro, duas vezes melhor que o GPS. Para aproveitar esse novo desempenho, os chips de navegação evoluíram naturalmente em poucos anos, para integrar os novos sinais do Galileo, melhorando assim a disponibilidade e a precisão da posição para o usuário.
27 satélites a mais de 20 000 km de altitude
Galileo é, evidentemente, uma constelação de satélites. Ela é organizada em três planos orbitais a 23 200 km de altitude, cada um contendo 8 satélites nominais e um ou mais satélites redundantes. Esses satélites redundantes estão ativos e prontos para serem movidos para a órbita para substituir um satélite que falhe. No total, a constelação contém, portanto, 24 satélites nominais e pelo menos 3 satélites redundantes. E estamos quase lá! Após o 13º lançamento em setembro de 2024, o desafio será cumprido e a constelação terá 27 satélites.
Por mais eficientes que sejam, os satélites Galileo sozinhos não podem fornecer serviços. Eles precisam dos dados de navegação calculados e transmitidos pelo segmento terrestre, que desempenha um papel crucial. O segmento terrestre é composto de estações de emissões e recepção implantadas em quinze sites europeus ao redor do globo, especialmente nos territórios ultramarinos franceses e neerlandeses, e de diferentes centros em vários países europeus.
Os processos realizados no solo consistem principalmente em determinar em tempo real as órbitas precisas dos satélites com uma margem de 20 cm, ressincronizar os relógios atômicos de cada satélite na ordem de nanossegundos (bilionésimos de segundo) e transmitir essas preciosas informações aos satélites para que eles as retransmitam aos usuários nos sinais de navegação.
Uma precisão inigualável
Lembre-se de que as quatro constelações de navegação, Galileo, GPS (Global Positioning System, o sistema americano), Beidou (sistema chinês) e Glonass (sistema russo) são interoperáveis: seus sinais são combinados no chip de navegação para produzir uma única posição.
Vale lembrar também que esse cálculo é realizado localmente e de forma autônoma pelo chip sem trocar informações com o satélite. De fato, os sinais são simplesmente transmitidos pelos satélites para seus bilhões de usuários, assim como um emissor de rádio FM transmite sinais sem conhecer os ouvintes que o escutam.
Se Galileo é tão preciso, é porque os engenheiros europeus que o conceberam no início dos anos 2000 souberam observar e analisar o funcionamento do GPS daquela época. No entanto, competir em precisão com o GPS não é a principal razão de ser do sistema europeu.
Galileo, uma infraestrutura espacial de grande importância, foi inicialmente desejado há 20 anos pelos Estados Membros da União Europeia para atender às suas exigências de soberania. Tratava-se de satisfazer simultaneamente as necessidades diárias de 450 milhões de cidadãos e mais de 20 milhões de empresas, e fornecer aos governos e às suas forças armadas serviços protegidos e robustos, de forma independente do sistema militar americano GPS e dos sistemas chinês e russo.
Um sistema de navegação com diversos serviços
Galileo é um sistema civil que foi pensado desde a sua génese para fornecer gratuitamente os melhores serviços aos cidadãos. O primeiro deles, o serviço de posicionamento, oferece mundialmente um desempenho de muito boa qualidade. Em complemento, Galileo também transmite desde janeiro de 2023 um serviço de posicionamento muito preciso voltado para profissionais, o High Accuracy Service. Este serviço permite obter uma precisão de 20 cm utilizada, por exemplo, na agricultura ou na construção civil.
Galileo também fornece dois serviços de autenticação para combater o spoofing, ou seja, a transmissão de sinais falsos de satélite para enganar o usuário sobre sua posição. O primeiro, OSNMA (Open Service Navigation Message Authentication), destinado a aplicações de uso geral, está atualmente em fase de teste, e o Signal Authentication Service, segundo serviço ainda mais robusto, permitirá, a partir de 2026, usos profissionais muito exigentes.
No final de 2025, 27 satélites comporão a constelação Galileo, que então estará completa. P. Carril/ESA
Essa capacidade de autenticar os satélites protege o usuário contra ameaças maliciosas. Também permite combater fraudes, quando a posição é essencial para controlar uma atividade como a pesca ou o transporte. A primeira utilização regulamentar da autenticação Galileo consistirá em confirmar as posições calculadas nos tacógrafos, os registradores de posição e velocidade dos caminhões.
Proteção, assistência e alertas
A proteção e assistência às pessoas também têm um lugar especial entre os serviços prestados. Cada satélite leva um equipamento específico que retransmite os sinais emitidos por balizas de socorro quando são ativadas em caso de acidente aéreo, naufrágio ou acidente de pessoa em áreas isoladas.
Essa capacidade de retransmissão mundial e instantânea dos sinais de socorro pela constelação Galileo revolucionou a velocidade de cálculo da posição das balizas, permitindo uma localização quase instantânea dos socorros, enquanto anteriormente era necessário esperar várias horas para localizá-las. Galileo também é capaz de confirmar às balizas que a mensagem de socorro foi recebida. Esse canal de retorno para as balizas permitirá, em breve, que as equipes de resgate se comuniquem com as pessoas a serem resgatadas, a fim de otimizar a organização das operações de resgate.
Para completar o leque de serviços oferecidos aos cidadãos, é importante mencionar outra inovação, o alerta de emergência às populações, que estará acessível às autoridades de segurança civil dos Estados-Membros da UE. A pedido deles, Galileo poderá transmitir em seu sinal de navegação, diretamente para smartphones e painéis de exibição pública, mensagens de alerta.
Focados nas áreas em situação de emergência, como incêndios florestais, inundações ou acidentes industriais, essas mensagens conterão informações e recomendações para as populações afetadas. O serviço terá a vantagem decisiva de poder funcionar em qualquer lugar, mesmo na ausência de rede telefônica. Atualmente em demonstração na constelação, esse serviço deve se tornar operacional no final de 2025.
Rumo a uma segunda geração de satélites
Esta longa lista de serviços pode surpreender pela sua diversidade, mas a história está apenas começando. Como serão os novos serviços do Galileo em 2050? Difícil prever, e ainda assim, já é necessário construir os satélites da 2ª geração que em breve substituirão os primeiros satélites lançados há treze anos.
Doze satélites estão em construção. Eles serão mais flexíveis. Quando os primeiros forem colocados em órbita em 2027, serão inicialmente programados para transmitir os sinais atuais, a fim de garantir a continuidade do serviço. E então, dentro de 7 a 10 anos, uma vez que sejam implantados em número suficiente, também transmitirão novos sinais para atender às futuras necessidades da Europa.
Este artigo foi coescrito por Jean Maréchal e Damien Bellier, coordenador interministerial delegado para Galileo.