As tecnologias GNSS são a base da navegação moderna, desde smartphones a veículos autónomos, mas a confiabilidade cai drasticamente em áreas urbanas densamente povoadas, ruas sombreadas e ambientes externos complexos. As soluções tradicionais geralmente dependem de sensores inerciais ou sistemas baseados em visão, o que aumenta o custo, a carga computacional ou a sensibilidade às condições ambientais.
As redes 5G comerciais estão a expandir-se rapidamente em todo o mundo, e a fornecer infraestrutura densa e ampla largura de banda, o que é atraente para o posicionamento. No entanto, existem desafios práticos, como a interferência multicaminho, viés de relógio e transmissões complexas de múltiplos feixes, que têm limitado o seu uso real para navegação.
No entanto, os especialistas em telecomunicações indicam que há uma necessidade de uma abordagem integrada que possa explorar totalmente os sinais 5G, compensando as deficiências da navegação por satélite.
Um estudo publicado na revista Satellite Navigation in 2025, investigadores da Universidade de Wuhan, da Universidade Chinesa de Hong Kong (Shenzhen) e da Universidade de Ciência e Tecnologia de Shandong relatam uma nova estrutura de posicionamento que integra de forma precisa sinais comerciais 5G NR com GNSS. A abordagem foi projetada para melhorar a confiabilidade da navegação em ambientes urbanos, onde os sinais de satélite são frequentemente degradados. Ao combinar o rastreio avançado de sinais 5G com a fusão em tempo real de medições de satélite e celulares, o sistema oferece um posicionamento mais preciso e estável em condições reais.
A investigação introduz uma estratégia de fusão profunda que melhora tanto o rastreio de sinal como a estimativa de posicionamento. No nível do sinal, a equipa de investigação desenvolveu um método que utiliza conjuntamente a sincronização 5G e sinais de referência para estabilizar o rastreio em ambientes afetados por interferência multicaminho. Um projeto que reduz substancialmente os erros de alcance em comparação com as abordagens convencionais que utilizam apenas 5G. Para melhorar ainda mais o desempenho em condições de sinal fraco, um filtro de Kalman com estabilização de fase foi incorporado ao circuito de rastreio, ajudando a manter estimativas precisas da fase da portadora mesmo quando a qualidade do sinal cai.
Além do processamento de sinal, o estudo aplica um filtro de Kalman estendido para fundir profundamente as medições de 5G e GNSS. Ao contrário dos métodos de acoplamento frouxo e rígido, as estimativas de posição e relógio fundidas são realimentadas para corrigir o processo de rastreio 5G em tempo real. Experiencias de campo conduzidos em ambientes externos complexos mostram que essa integração profunda melhora significativamente a precisão do posicionamento nas direções horizontal e vertical.
O sistema continua a fornecer posicionamento confiável quando a visibilidade do satélite é severamente limitada – condições sob as quais as soluções GNSS convencionais frequentemente falham. Os resultados mostram o valor prático da combinação de 5G e navegação por satélite em ambientes urbanos reais.
“Este trabalho demonstra que os sinais 5G comerciais podem fazer muito mais do que simplesmente suportar a comunicação”, afirmou um dos autores do estudo, em artigo publicado pela Academia de Ciências Chinesa. “Ao integrar profundamente o 5G com o GNSS e abordar desafios do mundo real, como multicaminho e erros de relógio, demonstramos um caminho prático para um posicionamento urbano confiável. A principal vantagem é a robustez – nosso sistema continua funcionando mesmo quando as soluções baseadas apenas em satélite apresentam dificuldades. Isso abre novas possibilidades para a navegação em cidades, onde o posicionamento confiável costuma ser o mais difícil de se obter.”
As descobertas apontam para uma ampla gama de aplicações em navegação urbana e serviços baseados em localização. Veículos autónomos, robôs de entrega, sistemas de transporte inteligentes e infraestrutura conectada podem vir a beneficiar de um posicionamento mais confiável em ambientes desafiadores. Como o método utiliza redes 5G comerciais existentes, ele pode ser implementado sem grandes alterações na infraestrutura atual.
À medida que as cidades se tornam mais conectadas e as procuras por navegação aumentam, as soluções 5G-GNSS profundamente integradas podem desempenhar um papel fundamental na viabilização de um posicionamento seguro, preciso e contínuo para sistemas inteligentes de próxima geração.
