Posicionamento por radiofrequência utilizando estações terrestres

Abstract

As técnicas de monitorização desempenham um papel vital em áreas tão diversificadas da vida quotidiana como por exemplo na cultura, na área socioeconómica ou ainda na gestão e conservação dos nossos recursos naturais. Concretamente na conservação da biodiversidade, estas poderosas ferramentas estão a ser usadas para estudar, gerir e proteger espécies ameaçadas e seus habitats. As técnicas usadas para o rastreamento, são fortemente influenciadas pelo desenvolvimento crescente da tecnologia no campo da telemetria. Com efeito, a capacidade de remotamente localizar e obter dados comportamentais ou fisiológicos de animais em meio livre, a partir da integração e convergência de diversas técnicas de biotelemetria, tem contribuído de forma bastante significativa para um melhor conhecimento da vida selvagem. Contudo o peso e/ou volume de certos equipamentos restringe a utilização de certas técnicas de monitorização a animais de pequeno porte. É neste contexto que é proposto neste trabalho, um sistema de monitorização baseado no conceito de “GPS invertido”, apresentando as arquitecturas relativas ao emissor e ao receptor. Neste caso é o animal a monitorar que transportar o aparelho emissor RF, cabendo à estação receptora terrestre todo o processamento de informação que conduza ao resultado final, que fica disponível no imediato, ao contrário de outras técnicas que necessitam da recaptura do animal. Com esta nova abordagem a complexidade do sistema global é transferida em grande parte para a estação receptora, o que permite não só a redução das dimensões como do preço dos aparelhos emissores. Para além disso, a longevidade do sistema é exponenciada dado que o transmissor é programado para entrar em funcionamento periodicamente, ao invés de estar continuamente a emitir, o que permite poupar a bateria deste aparelho. Este sistema utiliza uma técnica de modulação de espalhamento de espectro por sequência directa, pelo que são abordados os aspectos mais importantes dos sistemas CDMA, nomeadamente os códigos pseudoaleatórios. Uma vez que se trata de um sistema sem fios, foi igualmente efectuado um projecto para a ligação entre as duas extremidades, emissor e receptor, considerando o balanço entre ganhos e perdas que se verifica tanto no caminho de propagação como nos estágios de transmissão e recepção.

The monitoring techniques play a vital role in such diverse areas of everyday life such as culture, socio-economic area or in the management and conservation of our natural resources. Specifically in biodiversity conservation, these powerful tools are being used to study, manage and protect endangered species and their habitats. The techniques used for tracking, are strongly influenced by the increasing development of technology in the field of telemetry. Indeed, the ability to remotely locate and retrieve behavioral or physiological data from animals, from the integration and convergence of various biotelemetry techniques, has contributed very significantly to a better understanding of wildlife. However the weight and / or volume of certain equipment restricts the use of certain monitoring techniques to small animals. In this context, is proposed in this thesis, a monitoring system based on the concept of "inverted GPS”, presenting the architecture for the transmitter and the receiver. In this case the is the animal to monitor, that carries the RF transmitter unit, falling to the ground receiving station all the processing of information leading to the final result, which is immediately available, unlike other techniques that require the recapture of the animal. With this new approach the complexity of the global system is largely transferred to the receiving station, which allows not only the reduction of dimensions as the price of transmitting equipment. In addition, the longevity of the system is exponentiated as the transmitter is scheduled to go into operation periodically, rather than being continuously transmitted, which saves the battery in this unit. This system uses a modulation technique for spread spectrum direct sequence, so the most important aspects of CDMA systems were discussed, namely the pseudo-random codes. Since it is a wireless system, was also carried out an analysis of the system link budget, considering the balance between gains and losses which occurs thus in the propagation path as the stages of transmission and reception.