Polaris
Um produto da GMV, Polaris, Simulador de Desempenho de Volume de Serviço GNSS
Simulador de Desempenho de Volume de Serviço GNSS
Polaris é um Simulador de Desempenho de Volume de Serviço GNSS que proporciona os meios para demonstrar as vantagens proporcionadas com uma vasta gama de combinações de sistemas e sensores GNSS em diferentes ambientes de utilizador.
Um utilizador não especialista da ferramenta será capaz de avaliar o desempenho numa série de dispositivos de navegação standard nos seus contextos operacionais particulares.
O especialista em navegação terá a vantagem adicional de ser capaz de ajustar os componentes individuais para uma análise mais rigorosa, em particular em termos de elementos GNSS e SBAS, graças à Interface Gráfica de Utilizador Avançado (GUI) Polaris.
Polaris foi desenhado e otimizado para ser executado em qualquer ambiente de trabalho ou computador portátil standard a trabalhar com sistemas operativos Windows®.
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Funcionalidades chave
Polaris proporciona um ambiente sólido e intuitivo para apresentar e exportar os resultados obtidos da simulação de diferentes maneiras e formatos.
Polaris suporta uma grande variedade de sistemas e sensores GNSS, fornecendo configurações predefinidas para todos eles.
Os modelos de simulação implementados em Polaris foram cuidadosamente validados.
Em particular, os modelos de simulação SBAS foram calibrados com dados SBAS reais obtidos a partir das ferramentas EGNOS e magicSBAS da GMV.
Procedimento para configuração rápida de Polaris para a avaliação de desempenho GNSS
De forma a avaliar a aplicação, a primeira coisa será definir a combinação de sistemas e sensores a utilizar, assim como a área de serviço ou a trajetória.
Selecionar as aumentações GNSS e regional (SBAS) é muito simples. Basta selecionar a partir de uma lista a aumentação que se pretende incluir. Adicionar elementos locais (GBAS, DGNSS, pseudólitos, posicionamento rádio móvel ou balizas) também é muito simples. Os elementos locais estão organizados em redes.
Pode adicionar uma rede inteira com um simples clique, mas também elementos locais individuais. Também irá precisar de definir o terminal de utilizador, incluindo recetores GNSS/SBAS e as características de filtros e sensores.
Para concluir a definição do cenário, deve selecionar a área de serviço ou a trajetória sobre a qual o desempenho de navegação será avaliado.
Pode selecionar uma da lista ou defini-la durante a definição do cenário. Agora pode executar várias análises para esse cenário.
Resultados da simulação em diferentes formatos e maneiras
Polaris proporciona um ambiente sólido e intuitivo para mostrar e exportar os resultados obtidos da simulação de diferentes maneiras, tais como:
- Mapas coloridos gerados com o módulo GIS, que podem ser exportados para ficheiros gráficos (formato JPEG).
- Tabelas para reunir informação para diferentes Coeficientes de Mérito (como por exemplo diversos níveis de disponibilidade) ou diferentes cenários (contrapartidas e análises paramétricas).
- XY-Plots para representar a evolução (trajetórias em movimento, por exemplo) dos Coeficientes de Mérito selecionados.
- Navegar mediante ambientes 3D com resultados de simulação (utilizando a Linguagem de Marcação de Realidade Virtual, VRML (nas suas siglas em inglês)).
- Gerar relatórios HTML para cada componente, cenário ou simulação definido no sistema.
- Exportá-los para um PDA desde Polaris GUI.
- Exportar facilmente resultados de simulações para ficheiros de texto simples e posteriormente realizar o seu pós-processamento e representação com o seu software favorito.
Sistemas e sensores GNSS
Polaris suporta uma grande variedade de sistemas e sensores GNSS, fornecendo configurações predefinidas para todos eles:
- Constelações GNSS, incluindo constelações globais como GPS, GLONASS, Galileo e constelações regionais como Compass ou IRNSS.
- Sistemas de aumentação baseados em satélite (SBAS), como EGNOS, WAAS, MSAS, SDCM e GAGAN.
- Sistemas de aumentação baseados em terra (GBAS).
Outras aumentações locais, incluindo pseudólitos e posicionamento rádio móvel (GSM / GPRS / UMTS):
- Uma série de sensores de posicionamento como odómetros, giroscópios, pedómetros, registos de velocidade, etc.
- Polaris fornece configurações predefinidas para todos os sistemas e sensores suportados que podem ser usados para a criação rápida de cenários de simulação.
Para além disso, os utilizadores têm a opção de definir elementos usando a Interface Gráfica de Utilizador Avançado (GUI) Polaris.
Projetos anteriores e atuais
Polaris teve sucesso em diferentes projetos para uma grande variedade de clientes:
- Extensão de sistemas SBAS (EGNOS) para a América do Sul e Norte de África, no marco do projeto GEM.
- Estudo de viabilidade ARMAS para aplicações de portagem em estradas com base em GNSS.
- Estudo de viabilidade SCORE para aplicações de veículos e pedestres para chamadas de emergência E-112.
- Estudo de viabilidade ADvantis para serviços de localização de integridade garantida.
- Estudo de viabilidade GRAS (Simulador Galileo de Aplicação em Estrada) para sistemas e serviços telemáticos no veículo.
- Fase Galileo B e CDE1: Polaris foi utilizado para sistematizar o erro na alocação de orçamento e o impacto esperado a nível de utilizador.
- Investigação de conceitos de integridade alternativos.
- Projeto SACCSA para ICAO (Organização Interna da Aviação Civil) para suportar a análise de viabilidade de um sistema SBAS na América Latina. Polaris foi usado para a definição de arquitetura da rede de estação terra e para assessorar o desempenho esperado da navegação.
- Transporte para Londres (TfL): Predição de desempenho Galileo em Londres.
- Programa Europeu de Evolução de GNSS (EGEP), projeto CAGIR: Utilização de fita C para sistemas GNSS.
- Programa Europeu de Evolução GNSS (EGEP), projeto do Sistema de aumentação multirregional (MRS): Provisão de serviços SBAS e de integridade regional considerando as constelações GNSS futuras.
Estudos de viabilidade
Antes de embarcar em análises custosas dos serviços de navegação existentes, é necessário conhecer de antemão as melhorias que podem ser esperadas e quais poderão, em último caso, não levar a melhorias significativas.
Polaris pode ser usado desde o início da fase de viabilidade para realizar contrapartidas entre diferentes opções de implementação (tecnologias de posicionamento a ser usadas, por exemplo) e análises paramétricas para apoiar a viabilidade e estudos de custo-benefício.
Os resultados obtidos podem ser apresentados de forma clara e compreensível para ajudar a tomar a decisão Sim/Não.
Por exemplo, Polaris foi usado com este propósito em diversas análises de viabilidade comissionadas pela ESA e pela Comissão Europeia. Estes estudos trataram temas como a integração de EGNOS no Galileo e a extensão de EGNOS fora da área da Conferência da Aviação Civil Europeia (ECAC).
Conectar potenciais utilizadores com desenhadores de sistema/aplicação
O desenho do sistema/aplicação tem de ser orientado por requerimentos do utilizador. Conectar potenciais utilizadores com desenhadores de sistema/aplicação é essencial para garantir que o produto final é aquilo que os utilizadores finais realmente precisam. No entanto, muitos utilizadores não dispõem de conhecimento técnico em tecnologias de posicionamento. Isto representa, de forma particular, um problema sério para as análises de mercado.
Polaris pode ser usado para mostrar aos utilizadores, de forma clara, como podem beneficiar de um dado produto ou solução. Assim, ser-lhes-á mais fácil proporcionar feedback sobre a definição e desenho do sistema/aplicação.
Os resultados de Polaris podem ser facilmente usados para preparar inquéritos de análise de mercado e podem eles próprios ser usados para analisar os utilizadores durante as campanhas de análise de mercado.
Polaris fornece resultados de simulação de muitas formas gráficas intuitivas (mapas coloridos, X-Y plots, tabelas, etc.), incluindo cenários 3D para o formato VRML. A Interface Gráfica de Utilizador foi desenhada para lidar com diferentes níveis de experiência, o que torna Polaris na ferramenta ideal para analisar futuros utilizadores. Para além disso, Polaris pode ser inclusivamente usado como uma poderosa ferramenta de e-learning.
Validação
O objetivo principal das simulações de computador é validar as especificações de alto nível, assim como de baixo nível.
Com Polaris, poderá:
- Avaliar desempenhos de navegação, incluindo sistemas e sensores de navegação.
- Suportar a definição e otimização de desempenho de orçamento para aperfeiçoar o sistema e os requisitos de erro de orçamentos.
- Suportar o desenho de sistema de alto nível.
- Testar se o desenho atual cumpre os requisitos de sistema/utilizador ou não.
- Otimizar a infraestrutura terra, em termos de número de estações, distribuição e características.
- Contribuir para a planificação de implementação do sistema.
- Contribuir para a validação do sistema.
- Avaliar a mesma aplicação com diferentes características de utilizador final (recetores GNSS, qualidade de sensor, etc.), infraestrutura terra (número e distribuição de estações DGNSS, pseudólitos, etc.), permitindo poupanças em equipamento de demonstração custoso.
- Antecipar possíveis evoluções do sistema (serviços adicionais, melhorias da tecnologia, etc.) e o seu impacto no desenho do sistema.
- Estabelecer limites superiores para os diferentes componentes de erro, verificando o seu impacto no desempenho de navegação para diferentes aplicações e em diferentes ambientes de utilizador.
Application evaluation
Polaris pode avaliar aplicações em áreas de serviço (grelha de terminais estáticos de utilizador) e em trajetórias em movimento.Em ambos os casos, podem ser definidas usando o módulo GIS.
As trajetórias podem ser definidas selecionando pontos de passagem.
Polaris irá computar a trajetória mais curta unindo esses pontos de passagem. Uma vez que um número significativo de aplicações tem lugar em zonas urbanas, onde as condições de ocultação em ângulo afetam o desempenho da navegação, a opção de simulação 3D de ambientes (e, em particular, canhões urbanos) é crucial. A utilização de dados 3D GIS pode não ser justificada ou essencial em alguns casos, dado o custo médio desses mapas, como no caso da avaliação de uma aplicação num ambiente urbano típico. Para essas situações, Polaris inclui uma ferramenta para criar ambientes 3D partindo de mapas 2D GIS, a 3D Environments Tool Lite.