Serviço GNSS L-Band da Sapcorda Entrega Precisão Centimétrica para Veículos Autônomos

Posicionamento de precisão é crítico para inúmeras aplicações móveis, especialmente veículos autônomos. A Sapcorda, uma empresa nascente, fornece serviços de correção GNSS que entregam dados de localização rápidos, confiáveis e de nível centimétrico em diversos mercados.

Em 1º de dezembro de 2020, a Sapcorda lançou seu sinal de augmentação L-Band nos EUA e Europa. Transmitido de dois satélites geoestacionários, o serviço ostenta 99,9% de uptime e fornece redundância de data-feed PPP-RTK, alternando automaticamente para canal de backup quando conectividade IP falha — aumentando segurança e confiabilidade para veículos autônomos e máquinas pesadas.

Bosch, Geo++, Mitsubishi Electric e u-blox fundaram a Sapcorda em 2017 como joint venture para permitir serviço GNSS preciso e confiável. O nome da empresa significa Safe and Precise Correction Data Services e descreve exatamente seu propósito: fornecer serviços de correção para sistemas de satélite GPS e GLONASS a fim de melhorar precisão de posicionamento. Suporte para GALILEO e BeiDou está planejado em breve.

"Somos o único serviço mundial que pode oferecer uma solução adaptada para aplicações de mercado de massa", Botho Graf zu Eulenburg, CEO da Sapcorda, disse ao EE Times Europe. A solução "fornece os dados de correção em um formato aberto, impulsionado pela indústria, na menor largura de banda para recuperar precisão de posição de alta precisão em tempos de convergência abaixo de 30 segundos", disse ele.

A empresa oferece modelo de negócio B2B para fabricantes de receptores GNSS, integradores de sistemas e OEMs. Opera globalmente e possui escritórios na Alemanha (Berlim e Hannover) e nos EUA (Scottsdale, Arizona). "É muito importante para nós como nova empresa ter o forte background dos fundadores para entrar em relacionamentos de negócios de longo prazo, especialmente com OEMs automotivos, que são o mercado principal", disse o CEO.

Receptores GNSS de alta precisão geodésica para uso profissional continuaram a evoluir nas últimas duas décadas. GNSS tradicional permitiu navegar objetos móveis com precisão de cerca de 10 m, mas é caro e propenso a imprecisões e erros. Os serviços Safe and Precise Augmentation (SAPA) da Sapcorda superam limitações tradicionais e entregam precisão de nível centimétrico em poucos segundos. Com serviços globais SAPA, a precisão melhora para raio de 10 cm ou menos. Dados de observação são adquiridos por cerca de 300 estações de referência GNSS espalhadas pela América do Norte e Europa e passados para data centers. Os data centers calculam e modelam para cada fonte de erro sobre a área de cobertura. As correções são então entregues via internet móvel (IP) ou satélites geoestacionários L-Band ao receptor — por exemplo, em um carro — para posicionamento de alta precisão. Os dados de correção são transmitidos continuamente.

Os serviços SAPA são hardware-independentes e podem ser usados com todos receptores GNSS e chips GNSS. O desenvolvimento contínuo de chips de receptor para otimizar custo/desempenho agora permite design de sistemas GNSS de baixo custo com posicionamento altamente preciso. A Sapcorda projetou suas soluções para endereçar aplicações automotivas, autônomas móveis e de mercado de massa — mercados que demandam alta disponibilidade de dados, conformidade com segurança funcional e eficiência em submeter dados ao rover, mas também processamento desses dados em chips de baixo custo. Serviços de correção tradicionais podem atingir o mesmo desempenho mas requerem tempo bastante longo para recuperar a respectiva precisão.

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Representação esquemática dos serviços SAPA, que melhoram precisão de posicionamento global (Fonte: Sapcorda)

Formato de comunicação otimizado

SAPA é entregue via formato Safe Position Augmentation for Real Time Navigation (SPARTN), então uso dos serviços pode requerer integração do formato se não já disponível. SPARTN é um padrão impulsionado pela indústria para comunicação de dados de correção GNSS de alta precisão entre provedores de serviço e usuários finais. A Sapcorda o desenvolveu especificamente para distribuições baseadas em IP e satélite geoestacionário. Sistemas de posicionamento modernos requerem combinação de baixa largura de banda, precisão, disponibilidade, confiabilidade e integridade para aplicações safety-critical. O formato de mensagem SPARTN atende esses requisitos e assim representa uma evolução dos formatos legacy state space representation (SSR) que foram disponibilizados por vários players na indústria GNSS.

"Esta evolução combina as vantagens da representação de estado com fundamentos de protocolo de comunicação state-of-the-art para correções GNSS", disse zu Eulenburg.

A Sapcorda fornece três serviços — SAPA Basic, SAPA Premium e SAPA Premium+ — e três opções de entrega: opções IP-based direct e back-end-to-back-end e satélite L-Band. Os serviços IP-based basic e premium foram lançados para avaliação na Europa e EUA no início deste ano. SAPA Basic fornece precisão de posição de 30 cm até 1 m com correções de órbita de satélite, clock de satélite, bias de sinal e dados atmosféricos básicos. SAPA Premium fornece precisão de posicionamento dentro de 10 cm e inclui mensagens atmosféricas sofisticadas (modelos de ionosfera e troposfera). Mensagens de integridade são transmitidas apenas em streams de dados SAPA Premium+, para aplicações safety-critical; lançamento previsto para 2021.

Serviço de augmentação GNSS via L-band

Disponível em áreas sem cobertura GSM ou sinal de internet móvel, as novas soluções de feixe L-band de dois satélites geoestacionários fornecem precise point positioning over real-time kinematic via SSR (PPP-RTK) data-feed redundancy em tempo real ao trocar para um segundo data feed quando conectividade de internet não está disponível. Essa troca automatizada melhora significativamente confiabilidade para aplicações life-critical como carros autônomos. "Ao expandir nossos serviços SAPA com transmissão L-band líder da indústria, habilitamos um stream de dados de correção de alta potência para performance homogênea e segurança de dados ponta a ponta com cobertura continental nos Estados Unidos e Europa", disse zu Eulenburg.

O sinal L-band será transmitido no formato SPARTN aberto para aplicações safety-critical em automotivo (como V2X e recursos ADAS/autônomos) e aplicações marítimas (com cobertura de 12 milhas náuticas de costa e águas interiores), bem como uma variedade de usos em setores como industrial, robótica e drones. Desmodulação por qualquer desmodulador L-band no mercado hoje simplifica design de hardware e reduz bill of materials.

Um novo livro, AspenCore Guide to Sensors in Automotive: Making Cars See and Think Ahead, com contribuições de pensadores líderes nas indústrias de segurança e automotiva, anuncia o progresso da indústria e identifica os desafios restantes da comunidade de engenharia.

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>> Este artigo foi originalmente publicado em nosso site irmão, EE Times Europe.