Estimação de localização de fontes emissoras de RF: uma abordagem utilizando sistemas híbridos

Abstract

As Operações de Garantia da Lei e da Ordem demandam um sistema de comunicação e controle robusto e eficiente. Nesta conjuntura, torna-se essencial o domínio do espectro magnético. A capacidade de localização precisa de emissores de radiofrequência no teatro de operações permite estimar a região de atuação da Força Adversa, sendo esta uma vantagem significativa para o processo de tomada de decisão. Este trabalho trata da localização de emissores de RF. Inicialmente, uma abordagem sumária sobre o funcionamento e as principais características das principais técnicas de localização de RF é realizada. Este estudo tem como objetivo o apontamento de técnicas com potencial aplicação em sistemas de localização de emissores, a serem empregadas durante as Operações de Garantia da Lei e da Ordem em ambientes urbanos. Neste contexto, duas técnicas singulares são implementadas neste trabalho: TDOA e AOA. Embora somente a técnica TDOA seja considerada de fato uma técnica de precisão, as características das técnicas citadas podem ser complementares em diversas situações. Com o objetivo de se aproveitar os benefícios de cada técnica, foram propostos e implementados sistemas híbridos AOA/TDOA, os quais são resolvidos em solução fechada, em duas e três dimensões. No trabalho, foram implementados três algoritmos em 2D. O primeiro é baseado na técnica de AOA e trata-se de um algoritmo pautado no Método da Máxima Verossimilhança. O segundo baseia-se na técnica de TDOA. Trata-se de uma solução fechada, onde são conhecidos os tempos de chegada nos receptores. As equações quadráticas proveniente desse sistema são linearizadas vetorialmente. O terceiro algoritmo corresponde a um modelo híbrido AOA/TDOA, pautado nas premissas das formulações das técnicas anteriores. Em 3D foram implementados dois algoritmos: um baseado na técnica TDOA e o outro no modelo híbrido AOA/TDOA. O algoritmo baseado em TDOA trata-se de uma solução fechada e o problema da não-linearidade das equações é resolvido como no modelo bidimensional. O modelo híbrido AOA/TDOA desenvolvido nesta dimensão também segue as peculiaridades do modelo em 2D, entretanto apresenta uma vantagem marcante, se comparado com os modelos de solução fechada, pois ele permite obter vantagem de receptores extras para melhorar sua acurácia. Como fator de avaliação para os modelos, a precisão é caracterizada através do CEP, uma vez que deseja-se estimar uma região de provável localização da fonte emissora em cenários táticos previamente estabelecidos.