Estudo comprova efeitos das cintilações ionosféricas no sistema de GPS de aeronaves

Pesquisa realizada pelo professor do IFG – Câmpus Goiânia, Kelias de Oliveira, revela os efeitos provocados pelas cintilações ionosféricas na comunicação entre satélites e sistemas receptores de aeronaves durante o período noturno. O estudo levou em consideração as frequências L1, L2C e L5, com dados coletados por meio de observação na região de São José dos Campos, em São Paulo, durante 150 noites entre os anos de 2014 e 2015.

Pela pesquisa, foi constatado que entre 18h e 22 horas, o sistema de gps das aeronaves, na região delimitada pelo estudo, continua sofrendo interferência devido às cintilações ionosféricas, mesmo utilizando frequências L2C e L5. Segundo o professor, tais frequências foram lançadas pelo governo norte-americano justamente para driblar as perturbações provocadas pela ionosfera, que é uma região em volta à superfície terrestre, provocada pelo efeito solar.

Kelias explica que para conseguir voar com segurança, uma aeronave precisa receber sinal de satélite. Assim, é possível determinar velocidade, altura e posição durante o voo. Contudo, entre a aeronave e o satélite, existe uma região, chamada ionosfera, que interfere na qualidade do sinal emitido do satélite para as aeronaves, comprometendo a segurança durante o transporte.

De acordo com o professor, as cintilações ionosféricas são provocadas pelo efeito solar. O ponto central da pesquisa é revelar que, mesmo no período noturno, ainda há risco dos efeitos dessas cintilações perturbarem a comunicação de aviões e outros modelos que precisam receber sinais via satélite para se locomoverem no ar. “À noite o sol desaparece, mas tem um efeito retardado, uma espécie de delay. Aí, há uma possibilidade bem grande dessa aeronave perder o sinal e, se isso acontecer, ela fica totalmente às cegas. Teoricamente não teria problema à noite, mas nós provamos que tem”, afirma o docente.

A pesquisa foi centrada especificamente nas frequências L2C e L5, pois foram desenvolvidas com a finalidade de evitar que esse tipo de problema ocorra. Kelias esclarece que, em países da América do Norte e da Europa, essas frequências conseguiram solucionar as interferências relacionados à ionosfera. Porém, em regiões como o sudeste brasileiro, a pesquisa revelou que ainda é possível que as cintilações ionosféricas interfiram significativamente na comunicação de GPS das aeronaves.

Segurança

Para o professor, o estudo revela dados importantes para a segurança do sistema aéreo. “Se chegar a uma situação muito crítica, com alto risco de perda de sinal, eles (as autoridades, como a Aeronáutica e a Anac), não deixam o avião decolar. O voo é cancelado. E situações assim já aconteceram”, alerta.

Pela pesquisa, os estudiosos estimam que há probabilidade entre 70 a 90% de perda de sinal, considerando os efeitos da ionosfera entre as 18h às 22 horas. “É uma questão de segurança. Se chegar a uma situação extrema, é possível instituir que não haja voos nesses horários, naquela região”, alerta Kelias.

O professor acredita que o ponto principal da pesquisa é caracterizar o problema e, assim, instigar o desenvolvimento de equipamentos (GPS) que tenham capacidade de otimizar o sinal entre satélite e aeronaves, mesmo com as interferências provocadas pela ionosfera. “Já existem muitas pesquisas nesse sentido, tanto de software, como de hardware, para processar o sinal, mesmo nessas condições, consideradas situações de estresse”, completa.

Pesquisa

O estudo partiu da tese de doutorado do professor Kelias, realizada no Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). Ele afirma ainda que membros da Aeronáutica possuem estudos nesse sentido e também acompanharam o desenvolvimento da pesquisa em questão.

O professor classifica a pesquisa como um trabalho estritamente prático, baseado na observação do monitor de cintilação GPS, instalado em São José dos Campos, em uma estação localizada próxima à região do pico de Anomalia de Ionização Equatorial (AIE). Os dados foram coletados entre novembro de 2014 a março de 2015, em uma época de atividade solar moderada.

Os resultados do estudo foram recentemente publicados na revista especializada Radio Science, da American Geophysical Union, e também estão relacionados no livro “Variação de cintilação ionosférica em baixas latitudes no Sistema GNSS”, lançado pela Novas Edições Acadêmicas, disponível no formato e-book, pela internet.

Coordenação de Comunicação Social do Câmpus Goiânia