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Repetidores GNSS/GPS

Os repetidores GNSS/GPS são sistemas de RF que recebem sinais de navegação por satélite em tempo real a partir de antenas exteriores e os retransmitem para o interior, permitindo o funcionamento dos recetores GNSS em locais onde a receção direta do satélite não está disponível. Utilizados em instalações de fabrico, manutenção e ensaio de UAV, UGV e USV, estes sistemas apoiam as verificações de equipamentos de navegação, a integração do piloto automático, a garantia de qualidade da produção e as verificações de recetores GNSS antes da implantação.

Esta página apresenta fornecedores de repetidores GNSS/GPS, que vão desde kits compactos de zona única até sistemas de distribuição multizona que servem várias bancadas de ensaio, hangares e oficinas.

Leia o Visão geral da tecnologia

Fabricantes e fornecedores de repetidores de GPS

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O Guia Completo sobre Repetidores GNSS/GPS para Drones de Interior e Robótica

William Mackenzie

Atualizado:

Introdução aos repetidores GNSS/GPS

Os repetidores GNSS/GPS (também conhecidos como reemissores GNSS) são sistemas de radiofrequência que recebem sinais de navegação por satélite em tempo real através de uma antena exterior e os reemitem para ambientes fechados onde a receção direta por satélite é limitada ou indisponível. Um sistema típico de repetidor GPS combina uma antena recetora externa com equipamento de amplificação e distribuição de sinal e uma ou mais antenas transmissoras interiores, permitindo que recetores compatíveis adquiram sinais GNSS em tempo real no interior de edifícios.

Os repetidores GNSS são utilizados em instalações de fabrico, manutenção e ensaio de Veículos Aéreos Não Tripulados (UAV), Veículos Terrestres Não Tripulados (UGV) e Embarcações de Superfície Não Tripuladas (USV). Ao alargar a disponibilidade do sinal de satélite a hangares, oficinas, laboratórios e outras áreas fechadas, estes sistemas facilitam a verificação de recetores de navegação, a integração de equipamentos e os testes de prontidão pré-implantação, sem que seja necessário deslocar os veículos para o exterior.

Funções principais dos repetidores de GPS e GNSS para drones de interior e robótica

Extensão do sinal em recintos fechados em instalações operacionais

Repetidor de GPS da SAGLAMTEK

Repetidor GNSS / Repetidor GNSS anti-interferência da SAGLAMTEK

Os repetidores de GPS para interiores estendem a cobertura de navegação por satélite a hangares, oficinas, laboratórios, docas secas cobertas e outras instalações onde telhados, paredes, blindagens ou estruturas circundantes impedem uma receção direta fiável. Ao receberem sinais GNSS através de uma antena exterior e os retransmitirem no interior, estes sistemas permitem que os recetores instalados em UAV, UGV e USV adquiram sinais de satélite em tempo real durante a manutenção, as verificações de equipamento e a integração do sistema, sem que seja necessário deslocar a plataforma para o exterior.

Aquisição de satélites antes da implantação e minimização do TTFF

Os repetidores GNSS permitem que os recetores de navegação adquiram satélites e obtenham dados de navegação atualizados enquanto uma plataforma não tripulada permanece no interior de uma instalação de manutenção ou de preparação. Isto facilita as verificações do recetor antes da implantação e pode reduzir o Tempo até à Primeira Localização (TTFF) assim que o veículo se deslocar para o exterior, dependendo do comportamento do recetor, da visibilidade dos satélites e da continuidade do sinal. Uma vez que os sinais retransmitidos têm origem na antena exterior fixa, as estimativas de posição no interior correspondem geralmente à localização dessa antena, em vez da posição real do veículo.

Integração do piloto automático, do controlador de voo e do sistema de navegação

Durante o desenvolvimento e a integração, os repetidores GNSS permitem aos engenheiros verificar se os recetores de bordo estão a funcionar corretamente e a comunicar com pilotos automáticos, controladores de voo, sistemas de navegação inercial (INS), ecrãs de navegação e outros equipamentos que dependem do posicionamento. Isto é útil para ensaios em bancada, integração Hardware-in-the-Loop (HIL) e verificações do sistema do veículo completo, embora o movimento realista, o acompanhamento da trajetória e o comportamento dinâmico de navegação exijam simulação ou ensaios controlados ao ar livre.

Montagem na linha de produção e verificação da garantia de qualidade

Os sistemas repetidores de GPS podem fornecer sinais de satélite em tempo real em estações de montagem, inspeção e testes de fim de linha em recintos fechados, permitindo que os técnicos verifiquem o funcionamento do recetor GNSS sem terem de deslocar cada plataforma para o exterior. Estas verificações permitem confirmar a aquisição do recetor, a integridade da antena e do cabeamento de RF, bem como a comunicação com os sistemas eletrónicos de navegação durante a produção de UAV, UGV e USV, complementando medições de RF dedicadas e outros procedimentos de qualificação.

Distribuição de sinal em várias baias para testes de frota e em bancada

Os sistemas repetidores GNSS multizona podem distribuir sinais de satélite em tempo real a partir de uma única antena recetora exterior para várias baías de manutenção, bancadas de ensaio, áreas de integração ou estações de produção. Podem ser utilizados divisores de RF, amplificadores de distribuição, cabos coaxiais e ligações de fibra ótica para servir vários locais interiores, permitindo o teste simultâneo de várias plataformas não tripuladas ou sistemas de navegação, ao mesmo tempo que se reduz a necessidade de antenas exteriores separadas.

Sincronização de temporização e telemetria com referência GNSS

Os repetidores GNSS também podem fornecer sinais de satélite a recetores de temporização compatíveis utilizados em instalações de desenvolvimento e teste interiores. Estes recetores podem fornecer referências de temporização para equipamento de telemetria, cargas úteis de sensores, sistemas de aquisição de dados, eletrónica de navegação ou infraestruturas de controlo em terra, embora a precisão da temporização dependa do recetor e da arquitetura de distribuição. O repetidor distribui o sinal de satélite, em vez de gerar ele próprio a referência de temporização.

Comparação com tecnologias GNSS relacionadas

Os repetidores GNSS/GPS têm uma finalidade diferente da dos recetores de navegação por satélite, do equipamento de simulação, dos serviços de correção e dos sistemas de distribuição direta de RF. Compreender estas distinções ajuda os engenheiros de sistemas não tripulados a selecionar a tecnologia adequada para testes funcionais em recintos fechados, desenvolvimento de navegação, temporização e integração operacional.

  • Simuladores de sinal GNSS: Geram sinais de navegação por satélite controlados que representam posições, trajetórias, condições de temporização e ambientes de sinal configuráveis. São adequados para testes de navegação repetíveis de UAV, UGV e USV, incluindo cenários que os repetidores GNSS ativos não conseguem reproduzir.
  • Geradores de sinais GNSS: Produzem sinais de RF para o desenvolvimento, caracterização e testes laboratoriais de recetores. Dependendo das suas capacidades, podem gerar sinais individuais ou formas de onda GNSS mais complexas sem receberem transmissões de satélite em tempo real.
  • Amplificadores GNSS: Aumentam o nível dos sinais de RF recebidos para compensar a atenuação dos cabos ou as perdas de distribuição. Os amplificadores podem fazer parte de uma instalação de repetidor, mas não constituem, por si só, um sistema completo de reemissão em interiores.
  • Receptores GNSS: Processam sinais de satélite para calcular a posição, a velocidade e a hora, enquanto os repetidores se limitam a fornecer sinais de RF recebidos a estes dispositivos, em vez de realizarem eles próprios os cálculos de navegação.
  • Serviços de correção GNSS: Fornecem informações de correção para melhorar o desempenho de posicionamento em recetores compatíveis, incluindo sistemas GNSS diferencial (DGNSS) e cinemáticos em tempo real (RTK). Estes serviços não substituem a cobertura do sinal de satélite fornecida pelos repetidores.
  • Distribuição direta de sinais de RF: Encaminha os sinais GNSS através de cabos ou de outra infraestrutura de transmissão de RF diretamente para as entradas dos recetores compatíveis. Ao contrário da retransmissão sem fios, esta abordagem não requer uma antena de transmissão interior e pode reduzir as emissões de RF indesejadas.

No que diz respeito ao desenvolvimento de sistemas não tripulados, os repetidores são adequados principalmente para proporcionar receção de satélite em tempo real para verificações funcionais do recetor e de integração, enquanto os simuladores proporcionam um maior controlo sobre as condições de navegação, as trajetórias, os erros de sinal e o movimento do veículo.

Regulamentos e normas aplicáveis aos re-radiadores GNSS

A retransmissão de sinais GNSS está sujeita à regulamentação do espectro de rádio, uma vez que as antenas transmissoras interiores podem produzir emissões para além das suas áreas de cobertura pretendidas e interferir potencialmente com outros recetores de navegação por satélite. Os requisitos de instalação e funcionamento dependem, por conseguinte, do país, das características do equipamento, das frequências autorizadas, dos níveis de potência de saída e das condições de autorização aplicáveis.

  • Regulamentos de Rádio da União Internacional das Telecomunicações (UIT): Estabelecem o quadro internacional para as atribuições do espectro de radiofrequências e os requisitos dos serviços de rádio relevantes para as frequências GNSS e potenciais interferências.
  • Regulamentos da Comissão Federal de Comunicações (FCC): Regem as emissões de rádio aplicáveis nos EUA, a autorização de equipamentos e as condições de funcionamento. A retransmissão de GNSS está sujeita a restrições específicas e pode exigir autorização, dependendo da instalação e da utilização pretendida.
  • Requisitos da Ofcom: Regem a utilização de repetidores GNSS no Reino Unido, incluindo as condições aplicáveis de isenção de licença e os requisitos técnicos para instalações em conformidade.
  • Normas do Instituto Europeu de Normalização das Telecomunicações (ETSI): Estabelecem as normas técnicas europeias relevantes relativas às características dos equipamentos de rádio, à compatibilidade eletromagnética e a outros requisitos aplicáveis.
  • Diretiva relativa aos equipamentos de rádio (RED): Estabelece os requisitos da União Europeia para os equipamentos de rádio, incluindo a utilização aplicável do espectro, a compatibilidade eletromagnética, a segurança e as obrigações em matéria de avaliação da conformidade.
  • Licenciamento e autorização nacionais do espectro: Determinam se a retransmissão de GNSS é permitida, os equipamentos e condições de instalação aplicáveis e se é necessária uma autorização específica.

Os operadores devem determinar as condições regulamentares aplicáveis antes de instalar um repetidor de GPS, incluindo a potência de saída permitida, as restrições de instalação, os requisitos do equipamento e as medidas necessárias para evitar interferências fora da área de cobertura pretendida.

Seleção de um repetidor GNSS/GPS para sistemas não tripulados

A escolha de um repetidor GNSS envolve a adequação dos sinais de satélite suportados, das capacidades de distribuição de RF, dos requisitos de instalação e das restrições regulamentares ao ambiente de ensaio pretendido. Um kit compacto de repetidor GNSS pode ser adequado para uma única bancada de trabalho ou área de manutenção, enquanto instalações de fabrico e integração de maior dimensão podem necessitar de sistemas de distribuição multizona que sirvam várias baías ou laboratórios.

Considerações sobre a seleção Requisitos-chave Relevância para os sistemas não tripulados
Constelações GNSS e bandas de frequência suportadas Compatibilidade com os sinais de satélite e bandas de frequência necessários do GPS, Galileo, GLONASS, BeiDou e outros suportados Assegura que os repetidores distribuem os sinais necessários aos recetores de navegação e sincronização a bordo
Área de cobertura interior necessária Dimensões da área de cobertura, construção do edifício, posicionamento das antenas e condições de propagação de RF Determina se os sinais conseguem chegar aos recetores em hangares, áreas de montagem e laboratórios
Distribuição em zona única vs. distribuição multizona Número de antenas interiores, canais de distribuição e áreas de cobertura controladas separadamente Suporta estações de teste individuais ou múltiplos fluxos de trabalho simultâneos de manutenção e integração
Ganho de RF e potência de saída Amplificação ajustável, atenuação do sinal e níveis de potência reemitida controlados Ajuda a manter níveis de entrada utilizáveis no recetor, ao mesmo tempo que limita a interferência e a cobertura de RF indesejada
Compatibilidade de antenas e cabos Tipos de antenas suportados, impedância, conectores, perdas nos cabos e requisitos de alimentação para antenas ativas Suporta a instalação em conjunto com a infraestrutura existente de recetores GNSS e equipamento de teste
Requisitos de integridade do sinal e de atraso Figura de ruído, resposta em frequência, atraso de grupo e características de distribuição do sinal Ajuda a preservar a qualidade do sinal de satélite para a aquisição pelo recetor, testes funcionais e aplicações de sincronização
Instalação fixa vs. portátil Redes permanentes de distribuição de antenas ou sistemas compactos para implantação temporária Permite a escolha entre instalações de produção dedicadas e ambientes flexíveis de teste ou manutenção
Requisitos de alimentação e ambientais Tensão de entrada, potência da antena ativa, temperatura de funcionamento e proteção ambiental Permite um funcionamento fiável em oficinas, instalações marítimas e outras instalações industriais
Conformidade regulamentar e autorização de funcionamento Restrições nacionais aplicáveis, emissões de RF permitidas, conformidade do equipamento e condições de instalação Permite o cumprimento dos requisitos legais e técnicos relevantes para a retransmissão de GNSS em recintos fechados

A seleção adequada do sistema requer também uma avaliação da cobertura de RF e a verificação de que a instalação fornece sinais de receção utilizáveis sem criar interferências prejudiciais, níveis de sinal excessivos ou comportamentos de navegação enganosos durante os testes.