A Eos Positioning Systems, Inc., (Eos), designer e fabricante canadense de hardware GNSS e soluções relacionadas para o mercado de SIG anunciou, em 15 de março de 2023, que seu receptor GNSS Arrow Gold+ ™ suporta o novo e gratuito Serviço Inicial de Alta Precisão Galileo (HAS). Com o Serviço Inicial do Galileo HAS, os usuários do Arrow Gold+ podem obter uma precisão em tempo real superior a 20 centímetros com 95% de confiança em qualquer lugar do mundo.
O Galileo HAS é um serviço de correção de posicionamento de ponto preciso (PPP) de alta precisão, disponível em todo o mundo, com desempenho aprimorado na Europa. Ele é um serviço de correção multifrequência de constelação dupla, com suporte para os sinais Galileo (E1, E5A, E5B, E6B) e GPS (L1, L2C, L5). É um serviço de correção diferencial, amplamente esperado, da Agência Espacial Europeia e da Agência da União Europeia para o Programa Espacial (EUSPA).
Seu serviço inicial constitui a Fase 1 de sua entrada em operação, que ocorreu em 24 de janeiro de 2023. Nessa data, o Galileo HAS tornou-se o primeiro serviço global de correção diferencial a fornecer precisão submétrica para receptores GNSS compatíveis em qualquer lugar do mundo, de forma totalmente gratuita.
O Arrow Gold+ é atualmente o único receptor GNSS de alta precisão projetado especificamente para o mercado de SIG que suporta o Galileo HAS.
A linha Arrow de receptores possui integração com toda a plataforma ArcGIS e aplicativos de campo Esri, operando perfeitamente em todos os dispositivos Windows, iOS e Android.
“Os receptores Eos GNSS sempre trouxeram algo único para o mercado SIG, começando com uma precisão de 30-60 centímetros usando apenas correções SBAS (sistema de aumento baseado em satélite)”, disse o diretor de tecnologia da Eos, Jean-Yves Lauture. “Hoje, damos continuidade a este espírito pioneiro, oferecendo aos nossos clientes a mesma experiência que esperam de um receptor Eos, com a precisão mundial sem precedentes do Galileo HAS.”
Durante a Fase 1, os técnicos de campo em todo o mundo podem esperar um tempo de convergência inferior a 20 minutos através do Serviço Inicial Galileo HAS.
Existem dois níveis de serviço propostos para a fase final do roteiro de implementação. O nível de serviço 1 (SL1) fornecerá eventualmente uma precisão de 20 cm em todo o mundo, com tempos de convergência inferiores a cinco minutos. O nível de serviço 2 (SL2) estará disponível apenas na Europa e também fornecerá precisão de 20 cm. No entanto, no território SL2, os tempos de convergência serão reduzidos para menos de dois minutos, enquanto noutros locais o tempo de convergência permanecerá no limite de cinco minutos ou melhor.
O SL2 estará disponível para a Europa durante a Fase 2, que será conhecida como “serviço completo” e deverá entrar em operação no início de 2024.
A atual área de serviço do Galileo HAS é definida como a área geográfica na qual os usuários do Galileo HAS podem esperar o cumprimento dos níveis mínimos de desempenho (MPLs) especificados no documento de definição de serviço (SDD) do Galileo HAS da União Europeia.
Figura 1: Área de atuação do Galileo HAS
Fonte: “Documento de definição de serviço Galileo HAS, edição 1.0, janeiro de 2023” © Agência GNSS Europeia, 2020
Observe que a área de serviço é global, excluindo apenas algumas áreas, identificadas na figura acima. Isto não impede que os usuários recebam e apliquem correcções Galileo HAS nessas regiões, caso consigam recebê-las da constelação Galileo. No entanto, não há garantia de que os MPLs serão cumpridos e, portanto, poderão ser observados desempenhos diferentes.
Como funciona o Galileo HAS?
Galileo HAS é um serviço de Posicionamento de Ponto Preciso (PPP) que calcula a órbita do satélite e as correções do relógio a partir de uma rede global de estações terrestres de referência e transmite essas correções aos usuários. Em sistemas PPP típicos, como o Atlas ® , as estações terrestres fazem uplink de suas correções para satélite(s) geoestacionário(s), onde são então transmitidas via sinal no espaço (SiS).
A diferença entre o Galileo HAS e um serviço PPP típico é que os dados de correcção gerados pelas estações terrestres de referência do Galileo são disseminados a partir de cada satélite Galileo , em vez de apenas um a três satélites, como acontece com os sistemas PPP convencionais e até com o SBAS.
Figura 2: Funcionamento do Galileo HAS
Fonte: Imagem criada pela Eos Positioning Systems com base nas informações da “Nota informativa do Galileo High Accuracy Service (HAS)”
Para utilizar as correções do Galileo HAS, os usuários finais devem ter um recetor GNSS compatível, não só com suporte multiconstelação e multifrequência (incluindo a frequência E6 necessária), mas que também seja capaz de descodificar os formatos de mensagens de correção Galileo HAS. Especificamente, o receptor deve rastrear as frequências GPS L1/L2/L5 e as frequências Galileo E1/E5/E6.
A Eos Positioning Systems ® lançou o receptor GNSS Arrow Gold+ ™ em 2021 em antecipação ao Galileo HAS. O Arrow Gold+ representa outra inovação no mercado de mapeamento e GIS. Com um único receptor e sem assinatura paga de uma fonte de correção diferencial, um usuário pode obter precisão horizontal abaixo de 20 cm e vertical abaixo de 40 cm.
Desempenho típico do Arrow Gold+ usando o serviço inicial Galileo HAS
Dado que o Galileo HAS está atualmente na Fase 1 do serviço inicial de implementação, devemos esperar um desempenho reduzido, especialmente em tempos de convergência.
Em testes beta recentes, os parceiros e a equipe da Eos observaram duas métricas de desempenho, tempos de convergência e precisão absoluta, ao usar um receptor GNSS Arrow Gold+ conectado ao Galileo HAS para correções. O Arrow Gold+ foi montado em um ponto de controle altamente preciso. As coordenadas do ponto de controle foram calculadas usando um serviço PPP disponível na divisão Canadian Geodetic Survey da Natural Resources Canada.
O PPP é uma técnica avançada usada para pós-processamento de dados GNSS. O serviço PPP utiliza órbitas precisas de satélite, correções de relógio e polarização, derivadas de uma rede global de receptores GNSS, para calcular posições de alta precisão em qualquer lugar do globo. As coordenadas do ponto de controle derivadas do PPP foram processadas seis dias após a coleta de dados para garantir que órbitas precisas estivessem sendo usadas na comparação. As estimativas de erro resultantes para as coordenadas do ponto de controle foram 5 mm, 4 mm e 15 mm para latitude, longitude e altitude, respectivamente.
Cada teste registrou várias sessões de uma hora de dados GNSS, incluindo as correções do Galileo HAS. Essas posições corrigidas pelo HAS foram comparadas com as coordenadas de ponto de controle PPP altamente precisas. Os gráficos abaixo mostram a diminuição do erro horizontal durante os testes de convergência do Galileo HAS. Na maioria dos testes, as posições corrigidas do HAS estavam dentro de 10 cm do ponto de controle após uma hora de registro.
Figura 3: Diminuição do erro horizontal durante testes de convergência do Galileo HAS
Fonte: Base de conhecimentos da Eos Positioning Systems
O diagrama abaixo mostra as posições corrigidas pelo Galileo HAS que foram coletadas ao longo do tempo (as posições foram coletadas em intervalos de um segundo). O Arrow Gold+ recebe e processa as correções Galileo HAS recebidas através do sinal E6B dos satélites Galileo. Conforme mostrado abaixo, após aproximadamente 60 minutos, a melhor precisão alcançada é <20 centímetros, e quando uma solução fixa é alcançada, o Arrow Gold+ pode descer até o nível subdecímetro. Isto está dentro da precisão declarada que devemos esperar do serviço, que é <20 cm em condições nominais.
Figura 4: Gráfico de dispersão das posições corrigidas pelo Galileo HAS coletadas em intervalo de um segundo
Fonte: Base de conhecimentos da Eos Positioning Systems
Teremos de esperar até que o HAS entre na Fase 2 (serviço completo) antes de vermos os tempos de convergência reduzidos para <300 segundos (cerca de 5 minutos) a nível global e <100 segundos (cerca de um minuto e meio) na Europa.
Considerações sobre Datum
O sistema Galileo HAS utiliza um referencial específico denominado Galileo Terrestrial Reference Frame (GTRF). O GTRF é uma realização independente do Sistema Internacional de Referência Terrestre (ITRS) e baseia-se nas coordenadas estimadas de cada uma das estações de sensores Galileo. Para um determinado ponto, a diferença entre as coordenadas expressas em ITRF e GTRF é inferior a 3 cm.
A interoperabilidade entre o GPS e o Galileo deve ser considerada, uma vez que os referenciais do GPS e do Galileo são versões próximas do ITRF. Isto proporciona um elevado nível de interoperabilidade entre as posições coletadas com GPS e as coletadas com Galileo.
