Ir o contido principal

Proxecto H2020 COREGAL: Receptor combinado de código Galileo para posicionamento e reflectometría para a xestión forestal

  • Tipo Proxecto
  • Estado Cheo
  • Execución 2015 -2017
  • Orzamento asignado 906.267,5 €
  • Ámbito Europeo
  • Fonte principal de financiamento Horizonte 2020
  • Páxina web do proxecto Proyecto COREGAL
Descrición das actividades

Ao final do segundo período de presentación de informes, COREGAL superou con éxito a Revisión Final. En concreto, completáronse os seguintes paquetes de traballo e resultados: WP1000: "Xestión", para a xestión do proxecto COREGAL, que inclúe a coordinación xeral do proxecto e dos socios, tanto técnica como administrativamente. Como resultado, desenvolvéronse os seguintes produtos a entregar: D1.1, D1.2, D1.3, D6.1, D6.2, D6.3 e D6.4. WP2000: "Análise e requisitos de mercado", que inclúe unha análise e dimensionamento inicial do mercado e o establecemento dos requisitos do sistema. Como resultado, desenvolvéronse os seguintes produtos a entregar: D2.1 e D2.2. WP3000: "Rematouse o deseño do sistema, incluíndo a análise de última xeración e o deseño dos elementos principais do receptor."

Como resultado, xeráronse os seguintes produtos a entregar: D3.1 e D3.2. WP4000: "Implementación e validación" para o desenvolvemento do sistema COREGAL, incluíndo a implementación da aplicación, o plan de probas e o informe de probas. Como resultado, xeráronse os seguintes produtos a entregar: D4.1, D4.2, D4.3 e D4.4. WP5000: "Demostración do potencial empresarial", para o desenvolvemento do plan de negocios, a análise de mercado, a demostración final e a análise dos aspectos regulamentarios e legais. Xeráronse os seguintes produtos a entregar: D5.1, D5.2 e D5.3. WP6000: "Divulgación e sensibilización", incluíndo a creación do sitio web do proxecto, presentacións en eventos clave, publicacións e outras actividades de divulgación. Como resultado, xeráronse os seguintes produtos a entregar: D6.2 e D6.3. Tamén se produciu un vídeo promocional específico.

Descrición contextual

COREGAL desenvolveu unha plataforma e un servizo aéreos non tripulados de baixo custo para a cartografía de biomasa que permitirán a cartografía a grande escala no contexto brasileiro da xestión forestal. Desenvolveuse un receptor de posición-reflexometría Galileo, o primeiro do seu tipo, como sensor principal para o posicionamento da plataforma e a estimación da biomasa. Este último emprega sinais reflectidos do Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) (tamén chamado GNSS-R) que se propagan a través das copas das árbores, as pólas e as follas. O concepto de GNSS-R é o dun radar biestático, onde o transmisor é un satélite GNSS e o receptor pode recibir tanto o sinal procedente directamente da fonte como o sinal reflectido pola superficie terrestre. Aínda que as propiedades dos sinais GNSS foron optimizadas para aplicacións de navegación, os sinais reflectidos conteñen información sobre o estado da superficie reflectante.

As plataformas aéreas tamén proporcionan produtos de posicionamento de alta precisión (a nivel de centímetros), o que representa un desafío para zonas remotas onde a infraestrutura de soporte GNSS terrestre non está dispoñible, como é o caso de moitos bosques do Brasil. Non obstante, os sinais de Galileo AltBOC E5 ofrecen unha calidade de medición de pseudorango sen precedentes que se pode empregar para un posicionamento de alta precisión. Un vehículo aéreo non tripulado (UAV) está equipado cun receptor COREGAL e cámaras ópticas para a cartografía aérea e a estimación da biomasa, o que permite a cartografía a grande escala e de baixo custo: a cartografía aérea con UAV ten un custo polo menos unha orde de magnitude menor que o das misións aéreas tripuladas, mentres que o GNSS-R pódese considerar como un RADAR biestático que substitúe os radares caros, pesados e que consumen moita enerxía. A integración do posicionamento e a reflectometría nun único dispositivo dentro dun UAV ofrece unha proposta de valor única onde Galileo e o GPS se combinan de xeito único para aumentar o número de sinais reflectidos e a calidade do posicionamento.

Ademais, as propiedades do sinal GNSS-R permiten unha menor saturación na retrodispersión do sinal en comparación cos sistemas RADAR tradicionais, o que permite unha maior sensibilidade a unha maior biomasa aplicable aos bosques brasileiros. Elaborouse un plan e un modelo de negocio, así como un estudo de mercado, e tiveron en conta os aspectos legais e regulamentarios. Os resultados do proxecto foron amplamente difundidos. Os resultados foron presentados en diversas conferencias, revistas e eventos, así como nun seminario web dirixido á comunidade brasileira. A páxina web do proxecto foi actualizada cos resultados e os eventos. Realizáronse campañas de probas para validar a plataforma e o enfoque COREGAL con resultados prometedores, incluíndo a comparación e combinación con datos satelitales para mellorar a precisión dos mapas de biomasa locais.

Debido á insuficiencia de datos de campo, tiveron que xerarse datos GNSS-R sintéticos. Aínda que isto non substituíu os datos finais, permitiu levar a cabo a investigación necesaria cun alto grao de confianza. Estes mapas foron posteriormente convertidos en mapas de carbono, o que permitiu melloras na modelización do ciclo do carbono con implicacións de longo alcance. Probouse toda a cadea de procesamento e a metodoloxía, o que permitiu demostrar o concepto como parte dun servizo que se ofrecerá comercialmente e que se poderá ampliar a outros países.

Como resultado clave de COREGAL, o consorcio recomenda realizar máis probas de campo para consolidar os resultados, confirmar algunhas das hipóteses e obter máis experiencia operativa. Isto xa estaba previsto no plan de negocios, onde unha fase 0 incluiría a contratación dos primeiros usuarios beta. O consorcio cre que a solución COREGAL é unha estratexia prometedora que permitirá reducións substanciais de custos e unha cartografía de biomasa altamente precisa, acelerando a adopción da tecnoloxía baseada en Galileo no Brasil e nas rexións forestais de todo o mundo. Polo tanto, o consorcio comprométese a tomar as seguintes medidas para continuar a implementación e comercialización do concepto.

Obxectivos

A cartografía da biomasa espertou un interese crecente pola bioenerxía, a investigación climática e as actividades de mitigación, como a redución das emisións derivadas da deforestación e a degradación dos bosques, a xestión forestal sostible e o aumento das reservas de carbono forestais (por exemplo, a iniciativa REDD). Non obstante, a deforestación e a xestión forestal continuas requiren unha vixilancia frecuente e precisa, que pode ser custosa e difícil de conseguir.

No Brasil, o goberno adoita empregar datos de satélites ópticos, pero nin sequera estes permiten unha cartografía suficientemente precisa debido á cobertura de nubes, o que require unha combinación doutras fontes, como medicións in situ e aéreas. Ademais, os sinais de radar dos satélites poden penetrar as nubes, pero mesmo hoxe en día a resolución espacial non é suficiente. En COREGAL, un vehículo aéreo non tripulado (UAV) de á fixa e un servizo de cartografía de biomasa de baixo custo permitirán a cartografía a grande escala no contexto da xestión forestal brasileira. Desenvolverase un receptor combinado de posición-reflectometría Galileo, o primeiro do seu tipo, como sensor principal para o posicionamento da plataforma e a estimación da biomasa, esta última utilizando sinais GNSS reflectidos (tamén chamados GNSS-R) das copas das árbores.

Requírese unha alta precisión de posicionamento (a nivel de centímetros) para determinar a reflexión do punto superficial, o que supón un reto para zonas remotas onde a infraestrutura GNSS non está dispoñible, como é o caso de moitos bosques do Brasil. Non obstante, os sinais Galileo AltBOC E5 ofrecen unha calidade de medición de pseudorango sen precedentes que se pode empregar para un posicionamento de alta precisión innovador. O UAV estará equipado e probado cun receptor COREGAL e cámaras ópticas para a cartografía aérea e a estimación da biomasa, o que permitirá a cartografía a grande escala e de baixo custo: a cartografía por UAV ten un custo polo menos unha orde de magnitude menor que o das misións aéreas tripuladas, mentres que o GNSS-R pódese considerar como un radar biestático que substitúe os radares caros, pesados e que consumen moita enerxía. O consorcio inclúe universidades e empresas para a explotación exitosa de servizos e tecnoloxía.

Resultados

A continuación, menciónanse tres avances importantes que superan o estado da técnica:

  1. Receptor GNSS baseado en sinais Galileo E5 para medicións de biomasa baseadas en reflectometría e posicionamento GNSS. O uso desta banda de frecuencias para aplicacións GNSS-R e biomasa é único. O seu uso complementa as técnicas de medición de biomasa existentes. Ademais, o receptor combina posicionamento e reflectometría na mesma plataforma, o que tamén supón unha característica única con potencial de aforro de custos (é dicir, un dispositivo para dous propósitos).
  2. Un sistema para combinar reflectometría GNSS e observacións baseadas en satélites para mapear a biomasa forestal a unha resolución de decámetros. A mellora da resolución destes mapas é moi importante para a xestión forestal sostible.
  3. Validación de datos en directo sobre o uso de E5 AltBOC para o posicionamento de alta precisión baseado na aproximación PPP. Esta nova estratexia resulta nunha recollida de datos máis eficiente e robusta para topografía e outras aplicacións de alta precisión.

Pódense destacar os seguintes impactos adicionais:

  • A cooperación internacional dentro do proxecto (europea e non europea) ten o potencial de motivar a adopción do EGNSS en países non europeos, principalmente porque o potencial dos sinais de Galileo facilitará o desenvolvemento de aplicacións neses países.
  • Varios socios brasileiros forman parte do consorcio e colaboran na especificación, desenvolvemento e difusión de resultados dunha tecnoloxía espacial europea (Galileo).
  • Realizáronse seminarios web e presentacións en conferencias que chegaron a centos de usuarios finais potenciais e á comunidade científica brasileira.
  • Os servizos propostos teñen un alto potencial de impacto ambiental e social.
Coordinadores
  • DEIMOS ENGENHARIA SA