Proyecto H2020 COREGAL: Receptor de código Galileo combinado de posicionamiento y reflectometría para gestión forestal
- Tipo Proyecto
- Status Completado
- Ejecución 2015 -2017
- Presupuesto asignado 906.267,5 €
- Alcance Europeo
- Principal fuente de financiación H2020
- Sitio web del proyecto Proyecto COREGAL
Descripción de actividades
Al finalizar el segundo período de informe, COREGAL superó con éxito la Revisión Final. En concreto, se han completado los siguientes paquetes de trabajo y resultados:
WP1000: "Gestión", para la gestión del proyecto COREGAL, que incluye la coordinación general del proyecto y los socios, tanto técnica como administrativa. Como resultado, se han elaborado los siguientes entregables: D1.1, D1.2, D1.3, D6.1, D6.2, D6.3 y D6.4.
WP2000: "Análisis y Requisitos del Mercado", que incluye un primer Análisis y Dimensionamiento del Mercado y el establecimiento de los Requisitos del Sistema. Como resultado, se han elaborado los siguientes entregables: D2.1 y D2.2.
WP3000: "Se ha completado el diseño del sistema, incluyendo el análisis de vanguardia y el diseño de los elementos centrales del receptor. Como resultado, se han generado los siguientes entregables: D3.1 y D3.2.
WP4000: "Implementación y validación", para el desarrollo del sistema COREGAL, incluyendo la implementación de la aplicación, el plan de pruebas y el informe de pruebas. Como resultado, se han generado los siguientes entregables: D4.1, D4.2, D4.3 y D4.4.
WP5000: "Demostración del potencial de negocio", para la elaboración del plan de negocios, el análisis de mercado, la demostración final y el análisis de los aspectos regulatorios y legales. Se han generado los siguientes entregables: D5.1, D5.2 y D5.3.
WP6000: "Difusión y concienciación", incluyendo la creación de la página web del proyecto, la presentación en eventos clave, publicaciones y otras actividades de difusión. Como resultado, se han generado los siguientes entregables: D6.2 y D6.3. También se ha elaborado un vídeo promocional específico.
Descripción contextual
COREGAL desarrolló una plataforma aérea no tripulada de bajo costo y un servicio para el mapeo de biomasa que permitirá el mapeo a gran escala en el contexto brasileño de la gestión forestal. Se ha desarrollado un receptor Galileo de Posición-Reflectometría, pionero en su tipo, como sensor principal para el posicionamiento de la plataforma y la estimación de biomasa. Este último utiliza señales reflejadas del Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) (también llamado GNSS-R) que se propagan a través de las copas de los árboles, las ramas y las hojas.
El concepto de GNSS-R es el de un radar biestático, donde el transmisor es un satélite GNSS y el receptor puede recibir tanto la señal proveniente directamente de la fuente como la señal reflejada desde la superficie terrestre. Si bien las propiedades de las señales GNSS se han optimizado para aplicaciones de navegación, las señales reflejadas contienen información sobre el estado de la superficie reflectante.
Las plataformas aéreas también proporcionan productos de posicionamiento de alta precisión (centimétrica), lo cual representa un desafío para áreas remotas donde no se dispone de infraestructura terrestre de apoyo GNSS, como es el caso de muchos bosques en Brasil. Sin embargo, las señales Galileo AltBOC E5 ofrecen una calidad de medición de pseudodistancia sin precedentes que se puede utilizar para un posicionamiento de alta precisión
Un vehículo aéreo no tripulado (UAV) está equipado con un receptor COREGAL y cámaras ópticas para el mapeo aéreo y la estimación de biomasa, lo que permite un mapeo de bajo costo a gran escala: el mapeo aéreo UAV es al menos un orden de magnitud menor en costo que las misiones aéreas tripuladas, mientras que GNSS-R puede verse como un RADAR biestático que reemplaza a los radares costosos, pesados ??y que consumen mucha energía. La integración del posicionamiento y la reflectometría en un solo dispositivo dentro de un UAV ofrece una propuesta de valor única donde Galileo y GPS se combinan de manera única para aumentar el número de señales reflejadas y la calidad del posicionamiento. Además, las propiedades de la señal GNSS-R permiten una menor saturación en la retrodispersión de la señal en comparación con los sistemas RADAR tradicionales, lo que permite una mayor sensibilidad a una mayor biomasa aplicable a los bosques brasileños.
Se ha desarrollado un plan y modelo de negocios, así como un estudio de mercado, y se han considerado los aspectos legales y regulatorios. Se ha logrado una amplia difusión de los resultados del proyecto. Los resultados se han presentado en diversas conferencias, revistas y eventos, así como en un seminario web dirigido a la comunidad brasileña. El sitio web del proyecto se ha actualizado con los resultados y eventos.
Se han realizado campañas de prueba para validar la plataforma y el enfoque COREGAL con resultados prometedores, incluyendo la comparación y combinación con datos satelitales para mejorar la precisión de los mapas locales de biomasa. Debido a la insuficiencia de datos de campo, se tuvieron que generar datos sintéticos GNSS-R que, si bien no sustituyeron los datos finales, permitieron realizar la investigación necesaria con un alto grado de confianza. Dichos mapas se convirtieron posteriormente en mapas de carbono, lo que permitió mejoras en la modelización del ciclo del carbono con implicaciones de gran alcance. Se ejercitó toda la cadena de procesamiento y la metodología, lo que permitió demostrar el concepto como parte de un servicio que se ofrecerá comercialmente y que puede expandirse a otros países.
Como resultado principal de COREGAL, el consorcio recomienda que se realicen más pruebas de campo para consolidar los resultados, confirmar algunas de las suposiciones y obtener más experiencia operativa. Esto ya estaba previsto en el plan de negocios, donde una fase 0 incluiría la recopilación de los primeros usuarios beta. El consorcio considera que la solución COREGAL es un enfoque prometedor que permitirá una reducción sustancial de costos y mapas de biomasa de alta precisión, lo que acelerará la adopción de la tecnología basada en Galileo en Brasil y en regiones forestales de todo el mundo. Por lo tanto, el consorcio se compromete a dar los siguientes pasos para continuar implementando y comercializando el concepto
Objetivos
El mapeo de biomasa ha ganado un interés creciente para la bioenergía, la investigación climática y las actividades de mitigación, como la reducción de emisiones provenientes de la deforestación y la degradación forestal, el manejo sostenible de los bosques y el aumento de las reservas de carbono forestal (por ejemplo, la iniciativa REDD). Sin embargo, la actividad continua de deforestación y el manejo forestal requieren un monitoreo frecuente y preciso que puede ser costoso y difícil de lograr. En Brasil, el gobierno suele utilizar datos satelitales ópticos, pero ni siquiera estos permiten realizar un mapeo lo suficientemente preciso debido a la cobertura de nubes, lo que requiere una combinación de otras fuentes, como mediciones in situ y aéreas. Además, las señales de radar satelital pueden penetrar las nubes, pero aún hoy la resolución espacial no es suficiente. En COREGAL, un vehículo aéreo no tripulado (UAV) de avión fijo y un servicio de mapeo de biomasa de bajo costo permitirán mapear a gran escala en el contexto brasileño de manejo forestal. Se desarrollará un receptor Galileo combinado de reflectometría de posición, el primero de su tipo, como sensor principal para el posicionamiento de plataformas y la estimación de biomasa, este último utilizando señales GNSS reflejadas (también llamadas GNSS-R) en las copas de los árboles. Se requiere una alta precisión de posicionamiento (nivel de centímetros) para determinar la reflexión del punto de la superficie, lo cual es un desafío para áreas remotas donde no hay infraestructura GNSS disponible, como en el caso de muchos bosques en Brasil. Sin embargo, las señales Galileo AltBOC E5 ofrecen una calidad de medición de pseudorango sin precedentes que se puede utilizar para un novedoso posicionamiento de alta precisión. El UAV estará equipado y probado con un receptor COREGAL y cámaras ópticas para mapeo aéreo y estimación de biomasa, lo que permitirá un mapeo a gran escala y de bajo costo: el mapeo de UAV tiene un costo al menos un orden de magnitud menor que las misiones aéreas tripuladas, mientras que el GNSS-R puede verse como un radar biestático que reemplaza a los radares costosos, pesados ??y que consumen energía. El consorcio incluye universidades y empresas para la explotación exitosa de servicios y tecnología.
Resultados
Tres avances principales más allá del estado del arte se señalan a continuación:
1) Receptor GNSS basado en señales Galileo E5 para mediciones de biomasa basadas en GNSS-Reflectometría y Posicionamiento. El uso de esta banda de frecuencia para GNSS-R y aplicaciones de biomasa es único. Su uso complementa las técnicas de medición de biomasa existentes. Además, el receptor combina Posicionamiento y Reflectometría en la misma plataforma, que también es una característica única con potencial de ahorro de costos (es decir, un equipo para dos propósitos).
2) Un sistema para la combinación de GNSS-Reflectometría y observaciones basadas en satélite para mapear la biomasa forestal en resolución decamétrica. Las resoluciones mejoradas de tales mapas son muy importantes para la gestión forestal sostenible.
3) Validación con datos en vivo sobre el uso de E5 AltBOC para posicionamiento de alta precisión basado en el enfoque PPP. Este nuevo enfoque da como resultado una recopilación de datos más eficiente y robusta para topografía y otras aplicaciones de alta precisión.
Se pueden destacar los siguientes impactos adicionales:
- La cooperación internacional dentro del proyecto (europea y no europea) tiene el potencial de motivar la adopción de EGNSS en países no europeos, principalmente debido a que el potencial de las señales de Galileo facilitará el desarrollo de aplicaciones en dichos países;
- Varios socios brasileños forman parte del consorcio y colaboran en la especificación, el desarrollo y la difusión de resultados de una tecnología espacial europea (Galileo). Se han realizado seminarios web y presentaciones en conferencias, llegando a cientos de potenciales usuarios finales y a la comunidad científica brasileña;
- Los servicios propuestos tienen un alto potencial de impacto ambiental y social.
Coordinadores
- DEIMOS ENGENHARIA SA