Este trabalho investiga sistemas de navegação INS/GNSS auxiliado por medidas de baseline e ângulo GNSS. Os dados gerados para as simulações foram os dados IMU, dados GNSS e informações de baseline e ângulo GNSS. Estas informações, determinadas a partir de um sistema multiantenas para o posicionamento simples e relativo e no método direto, respectivamente, foram utilizadas como medidas auxiliares para a fusão INS/GNSS. Foi estudada a influência dessas medidas auxiliares nas estimativas de atitude do navegador, mais especificamente no ângulo de yaw, pois o acoplamento da dinâmica do sistema com este ângulo é fraco. Assim, a principal contribuição das medidas adicionais ocorre para este ângulo. Adicionalmente, foi feito um estudo da navegação INS/GNSS usando dados reais SIG-IMU/NAVCON para análise dos biase, baseado em um maior número de realizações, analisou-se a influência do valor de estimativa do erro de atitude do navegador INS/GNSS no erro máximo de posição. Uma interface gráfica foi aprimorada de modo a facilitar as mudanças nos parâmetros do sistema e as simulações dos vários casos, tais como navegação INS/GNSS sem auxílio e com auxílio de baseline e ângulo GNSS, falha do sinal GNSS e navegação INS/GNSS utilizando dados reais.

Um pseudo-satélite para o GLONASS foi desenvolvido com o objetivo de dominar parte da tecnologia do sistema de posicionamento global da Federação Russa. Para alcançar este objetivo a implementação de um firmware, constituído pelas funções e operações a serem realizadas pelo pseudo-satélite referentes aos dados de navegação, bem como circuitos de geração e envio de dados, foi realizada. O firmware GLONASS foi carregado num circuito CPLD (complex programmable logic device), o que permitiu que fossem aplicados os conhecimentos adquiridos com o desenvolvimento do pseudo-satélite para o GPS. Resultados experimentais foram comparados a resultados de simulações, mostrando-se consistentes. Por fim, conclusões e propostas para futuros trabalhos são apresentadas.

Sistemas de posicionamento por satélite, GNSS (Global Navigation Satellite System), são amplamente utilizados por navios, automóveis, aeronaves, tropas militares, medições geológicas, fornecendo basicamente posição, velocidade e referência de tempo. O uso, entretanto, é condicionado à disponibilidade do sinal eletromagnético proveniente dos satélites, que pode ser obstruído por montanhas, edifícios, florestas e túneis, por exemplo, sendo também suscetível às condições climáticas. Outra característica dos sistemas de posicionamento por satélite é que os dados são atualizados tipicamente com uma taxa entre 1Hz e 10Hz. Assim, estes sistemas representam uma fonte de informações que, apesar de possuir erros limitados e eventualmente pequenos, apresentam baixa taxa de atualização em relação à dinâmica de navegação e pode não estar disponível em todos os instantes. As unidades de medidas inerciais, IMU (Inertial Measurement Unit), são formadas por sensores que fornecem informações de força específica e velocidade angular. A partir daí, a computação dos cálculos das equações de navegação é feita para fornecer posição, velocidade e atitude do veículo. Uma vez que depende apenas dos dados da IMU e do conhecimento da condição inicial, estes sistemas são autônomos e independentes de qualquer fonte externa de sinais. Além disso, possuem taxas de atualização bem mais elevadas, variando entre cerca de 100Hz e 400Hz, e são menos suscetíveis a condições do ambiente do que o GNSS. Entretanto, os erros dos sensores inerciais, mesmo que pequenos, causam desvios crescentes na solução de navegação, tornando o sistema inercial pouco confiável para navegação de longa duração. Uma forma de aliar o melhor de cada sistema -- Inercial e GNSS -- é através da integração dos dados se seus sensores, de forma a se obter resultados que estejam disponíveis a uma taxa mais elevada e promover a redução e a limitação de erro através das atualizações do GNSS. Para tanto, um algoritmo bastante utilizado que consegue cumprir esta tarefa é o Filtro de Kalman (KF). Este trabalho apresenta um estudo de um sistema de integração de dados de navegação inercial, de uma IMU, com informações de sistemas de posicionamento por satélite. Aqui, o sistema GNSS escolhido é o GPS (Global Positioning System). A implementação do Filtro de Kalman é feita em ambiente MATLAB/Simulink, em que o movimento simulado de uma aeronave é utilizado como referência e o algoritmo é analisado, comparando-se dados de navegação estimados da aeronave, com a trajetória originalmente simulada. Os resultados aqui apresentados mostram o comportamento do erro do sistema integrado pelo Filtro de Kalman em relação aos dados de referência obtidos a partir do movimento simulado da aeronave, inclusive com a interrupção do sinal GNSS por um determinado período.

Um pseudo-satélite foi desenvolvido tendo como objetivo superar o problema "near/far" mediante o emprego de uma estratégia que será denominada de "técnica de realimentação do receptor do usuário - RU". Foram desenvolvidos protótipos de pseudo-satélites GPS e programa controlador de potência para dar suporte à validação da proposta. O hardware e o firmware dos protótipos desenvolvidos são descritos. Análises e resultados de ensaios em campo, que consistiram de 4 vôos de helicóptero com receptores GPS embarcados, bem como os procedimentos conjuntos durante a campanha de ensaios são apresentados. Conclusões referentes aos objetivos propostos são apresentados e analisados. Por fim várias recomendações e sugestões são feitas, incluindo-se duas outras variantes da técnica RU.

O sistema global de navegação por satélite (GNSS - Global Navigation Satellite System) tem potencial de se tornar um sistema primário de navegação em aeronaves civis, entretanto, necessita de melhoria no seu desempenho (acurácia, integridade, continuidade e disponibilidade). Ele apresenta a falta de uma característica fundamental para sistemas críticos de segurança, ele não provê limites de acurácia no cálculo da posição do usuário. Mesmo que na maioria do tempo a sua acurácia é excelente, mesmo assim o erro na posição pode ser muito grande sem que qualquer aviso seja dado ao seu usuário. Entre as várias fontes de erros no sistema GPS, a ionosfera é uma das maiores em sistemas com única portadora. Para corrigir tais deficiências, o sistema Satellite Based Augmentation System (SBAS) foi desenvolvido para auxiliar o sistema GPS na correção e limitação rígida dos seus erros. No sistema SBAS desenvolvido nos Estados Unidos da América, Wide Area Augmentation System (WAAS) existe, entre várias informações, o envio de mensagem para correção específica do atraso ionosférico sobre o sinal L1 do sistema GPS (Global Positioning System). Este efeito é estimado através de estações de referência espalhadas pelo continente norte-americano. Os dados das várias estações de referência são então enviados para estações principais, também chamados de WMS (WAAS Master Station), onde uma grade, com dados do atraso na vertical do sinal do sistema GPS devido ao efeito da ionosfera, será formada. Mostra-se neste trabalho como este sistema de auxílio aos usuários GPS trabalha e principalmente como pode ajudar na estimação do erro devido ao atraso de grupo no sinal do sistema GPS por conseqüência dos fenômenos que ocorrem na camada ionosférica. Neste trabalho o objetivo principal é a simulação através de um dos possíveis algoritmos em desenvolvimento para esta estimação do atraso ionosférico no sinal L1 do sistema GPS, o método LMMSE (Linear Minimum Mean Squared Error), que é gerado pelo segmento de controle. Através deste algoritmo serão gerados os valores dos atrasos ionosféricos para alguns pontos próximos a região sul e sudeste do Brasil e estes são então plotados juntamente com o atraso ionosférico estimado através do modelo IRI-2001 para um dado dia. Também serão estimados os valores dos erros pós-processamento do algoritmo. Os dados GPS utilizados neste trabalho são provenientes principalmente das estações que compõem a rede RBMC (Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo) e controlada pelo IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística).

Este trabalho de pesquisa propõe uma Estrutura para o Apoio a Detecção de Conflitos de Tráfego Aéreo em Rotas, com base no conceito CNS/ATM (Comunication, Navigation and Surveillance/Air Traffic Management), integrando o uso de técnicas, ferramentas e procedimentos de Engenharia de Software. Foram pesquisadas informações relacionadas ao sistema atual de controle de tráfego aéreo, com o objetivo de verificar quais eram as inovações propostas pelo CNS/ATM em relação ao sistema atual, auxiliando o autor na identificação das principais funcionalidades da estrutura proposta. Foi seguida uma metodologia de desenvolvimento baseada em técnicas de programação orientada a objetos denominada RUP (Rational Unified Process), composta pelas seguintes fases:Iniciação - responsável pela identificação inicial dos requisitos e funcionamento da estrutura;Elaboração - responsável pelo detalhamento das funcionalidades encontradas na fase de Iniciação;Construção - responsável pelo desenvolvimento da estrutura proposta;Transição - responsável pela entrega do produto final ao usuário.Testes, através de cenários, foram realizados com a estrutura desenvolvida, baseando-se nos modelos criados a partir dos requisitos, proporcionando a verificação e validação dos diversos conflitos detectados pela estrutura junto às funcionalidades e regras impostas por profissionais da área de controle de tráfego aéreo. Além desses testes envolvendo conflitos específicos, outros relacionados à quantidade de aeronaves suportadas pela estrutura, foram realizados. Dentre as principais contribuições deste trabalho de pesquisa, encontram-se a documentação, a modelagem, a prototipação, a simulação de conflitos de tráfego aéreo, a adaptação das funcionalidades de controle de tráfego aéreo atual ao CNS/ATM, a padronização de procedimentos para a detecção de conflitos em rota e o aumento da segurança em vôo proporcionada pela estrutura. Dentre as principais conclusões durante a pesquisa realizada encontram-se: a importância do FANS (Future Air Navigation System) no controle de fluxo de tráfego devido ao aumento previsto para os próximos anos, a importância no emprego de sistemas de posicionamento global, o compartilhamento de informações através da rede ATN (Aeronautical Telecommunications Network), a segurança proporcionada por simuladores na identificação antecipada de conflitos e o grande auxílio proporcionado por técnicas de orientação a objeto e pela metodologia RUP apoiada por ferramentas CASE (Computer Aided Software Engineering).