Outdoor

Porquê a multibanda? Sessão de perguntas e respostas com o engenheiro da Garmin, Jared Bancroft

Abril 8, 2021

Durante décadas, os aventureiros têm utilizado dispositivos portáteis com GPS da Garmin. Com ecrã tátil ou controlo por botões, ecrãs pequenos e compactos a ecrãs grandes e tudo o mais que possa existir, a Garmin oferece uma vasta gama de dispositivos GPS resistentes para qualquer tipo de atividade. E enquanto líderes nesta tecnologia, adotámos a utilização de várias frequências de satélite (ou multibanda) nos nossos mais recentes equipamentos de navegação para o exterior. Multibanda significa uma localização melhor, mais intensa e precisa do que os recetores portáteis da geração anterior ofereciam. Significa também uma melhor monitorização e precisão em ambientes mais difíceis, como quando os sinais refletem em paredes ou desfiladeiros, e nos casos em que o sinal está obstruído, como por baixo de árvores ou de uma cobertura florestal. Pedimos ao engenheiro da Garmin, Jared Bancroft, que nos fornecesse um maior contexto e alguma história por detrás destes satélites e as vantagens da utilização de frequências de várias bandas.

Pergunta: Por que razão decidiu a Garmin adicionar frequências multibanda aos seus dispositivos portáteis?

Resposta: Quando o GPS foi inicialmente concebido, eram utilizadas duas frequências: a L1 e a L2. A L1 era pública, livre; a frequência principal para utilização civil. A segunda frequência (L2) estava reservada para fins militares e só podia ser utilizada com uma chave de encriptação. Ao longo dos últimos 40 anos da história do GPS, a comunidade percebeu que poderia modernizar os sinais de forma a melhorar a precisão para a utilização civil dando, ao mesmo tempo, a vantagem necessária para a utilização militar. Assim, o GPS adicionou mais uma frequência (L5) e começou a lançar satélites com essa capacidade em 2009. As características modernas do sinal L5 são melhores do que o L1 e, em conjunto, conseguem proporcionar uma melhor precisão do que havia antigamente. Ao utilizar o sinal L5, o recetor pode utilizar métodos mais avançados para determinar quais os sinais que têm menos erros, melhorando assim a precisão da localização.

P: Por que razão a Garmin não tinha frequências multibanda nos seus dispositivos anteriores? Porquê agora?

R: A Força Aérea dos EUA (e agora, mais especificamente, a Força Espacial) é a responsável pela constelação de satélites. Eventualmente, os satélites acabam por falhar e precisam de ser substituídos. Em vez de lançarem um satélite diretamente após uma falha, a Força Aérea mantém satélites sobressalentes em reserva ativa, o que os ajuda a manter uma constelação completa mesmo durante as falhas de satélites. Eventualmente, os satélites da geração anterior falham e são transferidos para uma órbita final, e os satélites mais recentes passam a ocupar esses lugares. Assim, embora os satélites L5 tenham começado a ser lançados em 2009, demorou muitos anos a adicionar estes satélites à constelação. Gradualmente, e à medida que os novos satélites modernizados foram adicionados, estes começaram a mostrar o seu impacto. Mesmo nos dias de hoje, alguns satélites de GPS não transmitem a frequência L5 e terão de ser atualizados assim que terminarem o seu ciclo de vida. Em março de 2021, cerca de 52% dos satélites de GPS dispunham da frequência L5. Em 2023, esperamos que cerca de 71% disponham de L5 (mas isso, obviamente, depende da Força Espacial).

P: Que benefício traz a multibanda ao utilizador relativamente à precisão do GPS?

R: A principal vantagem da utilização de um dispositivo portátil com frequência multibanda é em áreas onde os sinais de GPS podem ser captados embora com uma grande degradação. Nestes casos, o recetor tem de perceber o que são reflexos e o que são sinais com linha de visão direta. Na localização, os sinais refletidos dão origem a distâncias imprecisas em relação ao satélite. Quando essas distâncias imprecisas são utilizadas, a posição pode saltar, desviar-se do rumo ou não fazer qualquer sentido porque não estão de acordo uma com a outra. Nestes casos, a frequência L5 irá fornecer uma maior continuidade e precisão do que um dispositivo com a frequência L1 tradicional. Claro que o GPS não é infalível e o sinal nem sempre funciona em qualquer ambiente. Mas, de uma forma geral, esta será uma melhoria positiva.

P: Em que situações é que alguém poderá querer utilizar um dispositivo portátil multibanda?

R: Quando a precisão é realmente importante, a frequência L5 é uma funcionalidade necessária. Existe também outro benefício raramente mencionado, que é a fiabilidade. A fiabilidade é a confiança matemática nos números de precisão que o recetor indica. A precisão é geralmente considerada como o erro em relação ao ponto verdadeiro. No entanto, se o recetor soubesse exatamente o erro para o ponto verdadeiro, iria simplesmente dar o ponto verdadeiro. Em vez disso, o recetor utiliza a consistência da medição para indicar quão precisa é a localização. A consistência entre as medições é o fator que indica a fiabilidade. Se todas as medições estiverem de acordo, podemos considerar que tem à disposição uma solução fiável e de confiança. Se as medições não corresponderem, poderá não ter muita confiança relativamente à métrica de precisão. Normalmente, existe um compromisso entre a precisão e a fiabilidade. Para obter uma maior fiabilidade (ou confiança), normalmente tem de fornecer um indicador menos preciso. Tudo isto não altera as coordenadas que o recetor está a calcular mas apenas a confiança do recetor relativamente a essas coordenadas.

Por exemplo, vejamos o caso de um avião que viaja pelo oceano. A precisão estimada do recetor pode ser de três metros, mas o aspeto mais importante é o quão fiáveis serão esses três metros. Na aviação, normalmente é mais importante ter confiança na solução do que a própria precisão. Assim, se a confiança for baixa e, portanto, um pouco arriscada de utilizar, o piloto pode utilizar uma fonte de navegação alternativa. Se a confiança for elevada, o piloto pode decidir se a precisão que tem é suficiente para a sua missão (aterragem ou navegação em espaços aéreos, etc.).

Com a multibanda, dispõe de mais informações, o que normalmente promove uma maior confiança na solução. Desta forma, pode confiar mais na sua solução do que o faria anteriormente.

P: Isto significa que outros dispositivos Garmin não são precisos?

R: Os dispositivos Garmin estão entre os produtos mais precisos que os consumidores podem comprar. A multifrequência é simplesmente uma melhoria. Os outros sistemas de navegação por satélite também dispõem da frequência L5. Tanto o sistema europeu Galileo como o sistema chinês BeiDou dispõem de sinais L5 semelhantes. Isso permite que os dispositivos tirem partido de vários sistemas para obterem uma precisão e fiabilidade ainda maiores. Para obter os melhores resultados, recomendamos a utilização de todos os sistemas GNSS compatíveis com o seu produto ao procurar a maior precisão possível.

Atualmente, a Garmin oferece três dispositivos portáteis com frequência multibanda, GPSMAP® 65, GPSMAP® 65s e GPSMAP® 66sr. Para ver todas as séries de dispositivos portáteis da Garmin, aceda a Garmin.com/handhelds.