Tanner Whitmire discorre sobre sistemas GNSS e tecnologias de correção de posicionamento na agricultura

Tanner Whitmire , Diretor de Vendas e Suporte de Agricultura - Autonomy & Positioning (Hexagon)

É comum ouvir por aí o termo GPS (Global Positioning System) para se referir às ferramentas de posicionamento e navegação na agricultura. No entanto, o que muitos não sabem é que ele denomina especificamente o sistema de navegação dos Estados Unidos, enquanto a maioria das tecnologias aplicadas nas operações agrícolas utiliza o GNSS (Global Navigation Satellite Systems), que incorpora todos os sistemas globais de navegação por satélite: incluindo, além do GPS (Estados Unidos), outros como GLONASS (Rússia), Galileo (União Europeia), Beidou (China), NavIC (Índia) e QZSS (Japão). Independentemente do termo usado, se você é agricultor hoje, provavelmente utiliza tecnologias de posicionamento em suas operações agrícolas.

Há algumas décadas elas têm sido essenciais para manter as linhas de orientação e reduzir falhas e sobreposições, permitindo operar de maneira mais eficiente, especialmente em áreas com terreno acidentado. A lista de benefícios é grande e passa também pela otimização e economia no uso de insumos. De forma simples, o GNSS é a base da agricultura de precisão. Entretanto, a longa jornada que o sinal percorre do satélite para o receptor enfrenta alguns desafios. Erros ao longo do percurso causam atrasos, distorções e posicionamento impreciso. Para alcançar e manter a precisão, são utilizados corretores de sinal. 

Entender como as correções funcionam e identificar qual o nível de precisão ideal para cada tipo de operação pode ajudar a tomar decisões mais eficazes. Cada fazenda é diferente e cada agricultor opera da sua maneira. Por isso, descrevo abaixo alguns tipos de serviços de correção disponíveis que oferecem diversos graus de precisão e métodos de entrega.

Cinemática em Tempo Real (RTK)

A tecnologia RTK tradicional compara dados entre uma estação base fixa e receptores no campo para corrigir erros, presumindo que ambos identificam os mesmos erros próximos. Essas correções garantem alta precisão (1-2 cm), mas o usuário deve permanecer próximo às estações base (10-30 km). O tempo de convergência, aproximadamente um minuto, indica o período para calcular a posição RTK após receber os dados e as correções. A entrega pode ser via rádio ou celular, exigindo um uma estação base fixa, ou modem 3G ou 4G no equipamento.

Para equipamentos que contam com modem de internet móvel, a tecnologia é a NRTK (Cinemática em Tempo Real em Rede). Esses dispositivos processam os sinais de satélite e enviam correções RTK de volta para dispositivos GNSS. A vantagem é que o sinal de internet tem a capacidade de processar um maior volume de dados, garantindo cobertura confiável, aumento de produtividade e, resolvendo problemas de disponibilidade e comunicação, integra perfeitamente os dados de posicionamento ao fluxo de trabalho do agricultor.

Devido ao alto investimento inicial e à proximidade necessária da estação base, esta opção é indicada para grandes operações comerciais com limites estáticos em áreas com pouca visibilidade de satélite e alto número e variedade de tipos de máquinas.

Posicionamento de Ponto Preciso (PPP)

O método PPP utiliza uma rede de estações de referência para corrigir erros do satélite, que podem acontecer corriqueiramente, mas têm sido agravados este ano pela cintilação ionosférica. Ela é um fenômeno natural causado por explosões solares, que envolve variações rápidas e irregulares na intensidade dos sinais de radiofrequência através da ionosfera, região da atmosfera terrestre que contém partículas ionizadas. Ela provoca distorções nos sinais de rádio, como os utilizados em comunicações via satélite e sistemas de navegação GNSS (Global Navigation Satellite System).

Neste método, os dados são transmitidos para o receptor em campo, melhorando a precisão do posicionamento em tempo real. O PPP está disponível globalmente, sem limitações de alcance de uma estação base. A precisão varia de 2,5 cm a 15 cm entre passadas, dependendo do tipo de correção, e os tempos de convergência variam de menos de 1 minuto a cerca de 18 minutos, dependendo do tipo de sinal. As correções podem ser entregues via satélite ou celular, e requerem apenas um receptor GNSS de dupla frequência e assinatura para os serviços de correção, eliminando a necessidade de infraestrutura local, como uma estação de base fixa.

Soluções de backup RTK 

Soluções de backup RTK são projetadas para usuários de RTK e híbridos PPP com RTK. O RTK age como a principal fonte de correção, sendo utilizado até ocorrer uma interrupção de sinal devido a perdas de recepção via rádio ou celular. O sinal do RTK tradicional pode enfrentar algumas instabilidades e o usuário pode precisar de uma solução de backup para fornecer suporte nos períodos de interrupção. Em vez de operar sem correções RTK e enfrentar uma redução na precisão, o receptor pode usar correções PPP para manter precisão em centímetros até que as correções RTK sejam restabelecidas. Esse método garante a continuidade da operação com alta precisão, evitando a espera pelo retorno das correções RTK. Há diferentes níveis de assistência, variando de 20 minutos a um período ilimitado, dependendo da duração da interrupção e do nível da assinatura escolhido pelo usuário. Os serviços de backup RTK são entregues via satélite, e requerem, no mínimo,  um receptor GNSS de dupla frequência e uma assinatura do serviço de backup, além da infraestutura RTK existente. . 

Sistemas de Aumento Baseados em Satélite (SBAS)

Os Sistemas de Aumento Baseados em Satélite (SBAS) são serviços de correção gratuitos gerenciados pelas organizações governamentais. Eles comparam informações de estações de terra com dados dos satélites e enviam ajustes para outros satélites, que transmitem essas correções para os receptores nos equipamentos agrícolas. A cobertura depende da região (como WAAS para a América do Norte ou EGNOS para a Europa). 

Apesar de não atingirem a precisão dos serviços pagos e terem disponibilidade limitada em algumas regiões, oferecem uma precisão de cerca de 60 cm. O tempo de convergência é de aproximadamente 5 minutos, com correções entregues via satélite. Requisitos incluem um receptor GNSS/GPS de frequência única em uma região compatível com o SBAS. Esta é uma opção para produtores que desejam começar a trabalhar com agricultura de precisão, mas não dispõem de recursos para investimento em tecnologias mais precisas.

Nesse universo diversificado dos serviços de correção, onde as opções variam entre mais ou menos precisão e maior ou menor cobertura, a integração da tecnologia desempenha um papel central nas operações agrícolas. Contar com receptores que suportem diferentes frequências e constelações é o primeiro passo para aprimorar o posicionamento das máquinas. As SMART Antenas, desenvolvidas pela Hexagon | NovAtel, oferecem rastreamento multi-constelação e multifrequência e apresentam flexibilidade e software atualizável. Combinados com os serviços de correção TerraStar, as soluções oferecem uma ampla gama de opções que se adaptam às necessidades de cada operação. Felizmente, independentemente do tipo de cultura ou método de cultivo que você adote, há uma solução adequada para atender às diferentes necessidades.