MBF Group IRYDA+ SPACE Z1
IRYDA+ SPACE Z1 je rozvíjený koncept bezpilotního leteckého systému nové generace, který kombinuje autonomní provoz bezpilotních letadel (UAV) se satelitní komunikací, navigací odolnou proti rušení, zpracováním dat na palubě a schopností spolupráce s jinými leteckými platformami a orbitálními systémy.
IRYDA+ SPACE Z1 je vyvíjen jako další etapa technologického programu IRYDA+. Projekt má využít zkušenosti získané při vývoji platformy IRYDA+ X1, jeho cílová architektura však předpokládá výrazně širší rozsah působnosti – zahrnující komunikaci mimo klasický rádiový dosah, integraci se satelitními službami, autonomní zpracování dat a odolnost vůči výpadkům standardních navigačních a komunikačních zdrojů.
satelitní komunikace
plánované vysílání mimo klasický dosah pozemního vysílání
odolná navigace
vývoj architektury navigace odolné proti rušení
zpracování na palubě
plánované lokální zpracování a analýza dat na platformě
architektura systému
integrace bezpilotních letounů (UAV), pozemní infrastruktury a satelitních služeb
IRYDA+ SPACE Z1 se nachází ve fázi koncepce a vývoje. Uvedené funkce popisují plánovaný technologický směr projektu a nepředstavují specifikaci hotového produktu.
Od platformy UAV k multidoménovému systému
IRYDA+ SPACE Z1 není koncipován jako samostatný dron se zvýšeným doletem. Cílem programu je vytvořit architekturu, v níž bude bezpilotní letecká platforma schopna spolupracovat s pozemní infrastrukturou, satelitními systémy, externími zdroji dat a dalšími autonomními platformami.
Tento přístup umožňuje vybudovat systém určený k provozu na rozsáhlých územích, mimo přímý dosah operátora a klasických pozemních komunikačních prostředků.
SATCOM
Plánovaná možnost využití satelitní komunikace pro přenos dat, telemetrii a výměnu informací s pozemním systémem.
Odolná navigace
Vývoj navigace odolné vůči rušení a omezené dostupnosti klasických signálů GNSS.
Edge AI
Zpracování vybraných dat přímo na palubě plošiny, aniž by bylo nutné neustále odesílat celý datový tok operátorovi.
Autonomní mise
Pokročilé plánování a provádění misí s omezenou potřebou průběžného zásahu operátora.
Více bezpilotních letounů
Architektura připravená pro spolupráci více bezpilotních platforem provádějících koordinované úkoly.
Integrace externích dat
Možnost budoucí integrace se satelitními údaji, pozorovacími systémy a dalšími zdroji informací.
SPACE neznamená výstavbu vlastního satelitu
Cílem programu IRYDA+ SPACE Z1 není začínat s výstavbou vlastních satelitů. V první fázi znamená „SPACE“ především využití stávající a budoucí kosmické infrastruktury jako součásti širšího bezpilotního systému.
Cílem projektu je analyzovat možnosti využití komerčních a institucionálních satelitních služeb pro komunikaci, určování polohy, pozorování Země, přenos dat a zvýšení operační odolnosti autonomních platforem.
V budoucnu se IRYDA+ SPACE Z1 může stát součástí ekosystému propojujícího bezpilotní letouny, pozemní systémy, výškové platformy a orbitální infrastrukturu.
Satelitní komunikace – SATCOM
Jedním z nejdůležitějších směrů vývoje IRYDA+ SPACE Z1 je možnost využití satelitní komunikace. V klasických systémech bezpilotních letounů (UAV) je dosah přenosu do značné míry omezen kapacitou pozemního rádiového spojení, reliéfem terénu a vzdáleností od pozemního řídicího systému.
Zavedení systému SATCOM může umožnit provádění vybraných operací mimo přímý dosah pozemní komunikační infrastruktury a zvýšit flexibilitu využití systému.
Plánované oblasti využití SATCOM
- přenos telemetrických dat,
- předávání informací o stavu platformy a parametrech mise,
- výměna dat se systémem Ground Control System,
- aktualizace vybraných parametrů mise,
- přenos dat ze senzorů,
- koordinace platforem nacházejících se mimo klasický rádiový dosah,
- vytvoření redundantní komunikační architektury,
- kompatibilita s budoucími systémy satelitní komunikace s nízkými zpožděními.
Odolnost proti výpadku GNSS
Moderní autonomní systémy nemohou celý navigační proces založit výhradně na jediném zdroji dat. Rušení nebo ztráta signálu GNSS může výrazně omezit schopnosti klasické bezpilotní platformy.
Proto je jedním ze směrů projektu IRYDA+ SPACE Z1 vývoj architektury odolné navigace, v níž lze kombinovat informace pocházející z různých senzorů a zdrojů s cílem zajistit co nejstabilnější navigační informace.
- GNSS jako jeden z mnoha zdrojů dat,
- inerciální systémy,
- analýza dat z palubních senzorů,
- navigace založená na obraze a terénních prvcích,
- sloučení navigačních dat,
- mechanismy detekce anomálií a ztráty spolehlivosti signálu,
- rozvoj činnosti v prostředí s narušenou nebo omezenou dostupností GNSS.
Edge AI – inteligence přímo v zařízení
V architektuře IRYDA+ SPACE Z1 má hrát významnou roli zpracování dat přímo na platformě. Místo toho, aby se všechna data odesílala do pozemního střediska, mohou být vybrané informace analyzovány lokálně palubním počítačem.
Takové řešení může snížit nároky na šířku pásma připojení, zkrátit dobu odezvy a umožnit platformě přijímat určitá rozhodnutí autonomně v rámci předem definovaných pravidel.
Analýza obrazu
Automatická analýza vybraných pozorovacích údajů, aniž by bylo nutné odesílat operátorovi kompletní materiál.
Výběr informací
Přenos především těch dat, která systém považuje za podstatná pro probíhající misi.
Autonomní reakce
Možnost provádět předem definované reakce na konkrétní události nebo na změnu podmínek mise.
Integrace se satelitním sledováním
Dalším možným směrem rozvoje programu je integrace bezpilotních letounů (UAV) s daty pocházejícími ze systémů pozorování Země. Bezpilotní platforma může v budoucnu využívat satelitní data jako doplňkový zdroj informací při plánování a aktualizaci misí.
Je možná i opačná situace: satelitní systém identifikuje oblast, která vyžaduje důkladnější sledování, a bezpilotní letoun je nasazen k provedení podrobného průzkumu v nižší výšce.
Pozorování
Údaje ze satelitů, pozemních senzorů nebo jiných platforem vymezují oblast zájmu.
Plánování
Systém připravuje nebo aktualizuje úkol pro bezpilotní platformu.
Mise bezpilotního letounu
IRYDA+ SPACE Z1 provádí podrobné sledování určené oblasti.
Analýza
Data se analyzují na platformě, v systému Ground Control System nebo v externím analytickém prostředí.
Platformy HAPS a mezivrstva
V budoucnu by mezi klasickými bezpilotními leteckými prostředky (UAV) a satelity mohly fungovat také platformy HAPS – High Altitude Platform Systems. Jedná se o letadla, která létají ve velmi velkých výškách a mohou sloužit jako komunikační relé, senzory nebo součásti rozptýleného pozorovacího systému.
IRYDA+ SPACE Z1 má být navržena tak, aby v dalších fázích vývoje byla možná i integrace s tímto typem infrastruktury.
Vrstvená architektura IRYDA+ SPACE
Cílový koncept předpokládá spolupráci na mnoha úrovních systému – od platforem nacházejících se blízko zemského povrchu až po orbitální infrastrukturu.
- Ground Layer – operátoři, systém pozemního řízení, analytická centra a pozemní infrastruktura,
- UAV Layer – autonomní platformy IRYDA+ provádějící úkoly v terénu,
- HAPS Layer – potenciální komunikační a pozorovací platformy ve vysoké výšce,
- Satelitní vrstva – komunikace, navigace, pozorování Země a poskytování doplňkových dat,
- Data Layer – software, umělá inteligence, zpracování dat a řízení misí.
Systém připravený pro multiplatformní provoz
Zkušenosti získané během vývoje systému IRYDA+ X1, zejména v oblasti řízení více platforem jedním operátorem, mají tvořit základ pro další rozvoj multiplatformní architektury.
V případě SPACE Z1 to znamená možnost budoucí spolupráce platforem nacházejících se na různých místech, využívajících různé komunikační kanály a realizujících části jedné společné mise.
Jedna mise – mnoho zdrojů dat
Cílový systém by neměl být závislý na jediném senzoru, jediné platformě ani jediném komunikačním kanálu.
Informace mohou pocházet z bezpilotních letounů (UAV), jiných leteckých platforem, pozemní infrastruktury, satelitních systémů a externích databází. Úkolem softwaru bude spojit tyto informace do uceleného přehledu o situaci, který bude k dispozici operátorovi.
Možné oblasti použití
- monitorování rozsáhlých oblastí,
- ochrana hranic a kritické infrastruktury,
- pozorování těžko přístupných oblastí,
- monitorování mořského a pobřežního prostoru,
- krizové řízení,
- posouzení dopadů přírodních katastrof,
- monitorování požárů a environmentálních rizik,
- monitorování energetické a dopravní infrastruktury,
- podpora rozpoznávání a budování situačního povědomí,
- operace vyžadující komunikaci mimo klasický rádiový dosah,
- testování autonomních a multiplatformních technologií,
- integrace dat z bezpilotních letadel (UAV) a dat z pozorování Země.
Plánovaná technologická architektura
Systém autonomního letu
Systém řízení a autonomního provádění naplánovaných úkolů.
Satelitní komunikace
Komunikační moduly umožňující integraci s vybranými satelitními službami.
Odolná navigace
Sloučení více zdrojů dat s cílem omezit závislost na jediném navigačním systému.
Palubní výpočetní systémy
Palubní počítač určený ke zpracování dat a provádění autonomních algoritmů.
Řízení misí
Software umožňující plánování a řízení složitých misí.
Bezpečná datová architektura
Vývoj odolné, vícekanálové architektury pro výměnu a zpracování dat.
IRYDA+ SPACE Z1 – plánovaný vývojový směr
Koncepce
Definice architektury systému, klíčových funkcí a potenciálních technologických partnerů.
Integrace
Integrace vybraných komunikačních, navigačních, výpočetních a senzorových technologií.
Ukázkový model
Vytvoření a testování demonstrační konfigurace, která umožní ověřit nejdůležitější funkce systému.
Provozní rozvoj
Další testy, rozvoj autonomie, integrace externích systémů a příprava na budoucí nasazení.
Aktuální stav projektu
IRYDA+ jako dlouhodobý technologický program
IRYDA+ X1 je prvním prvkem programu, který se v praxi realizuje. IRYDA+ SPACE Z1 představuje další úroveň technologických ambicí – spojení autonomních bezpilotních systémů s řešeními typickými pro současný kosmický sektor.
Rozvoj programu má probíhat postupně, a to prostřednictvím technologických partnerství, výzkumných a vývojových projektů, demonstračních projektů a integrace dostupných technologií. Cílem není vyvíjet všechny komponenty vlastními silami, ale vytvořit architekturu, která umožní integrovat nejlepší dostupná řešení do jednoho škálovatelného systému.
Technologická partnerství
Realizace projektu IRYDA+ SPACE Z1 bude vyžadovat spolupráci s subjekty disponujícími specializovanými technologickými kompetencemi. Společnost MBF Group S.A. plánuje rozvíjet tento projekt v rámci modelu otevřeného průmyslové, vědecké a mezinárodní spolupráci.
Vesmír a družice
Satelitní operátoři, výrobci terminálů, subjekty zabývající se vývojem komunikačních systémů a systémů pozorování Země.
Bezpilotní letouny a letecký průmysl
Výrobci leteckých platforem, avionických systémů, senzorů a palubního vybavení.
Umělá inteligence a software
Partneři zabývající se vývojem umělé inteligence, analýzou dat, autonomními systémy a softwarem pro řízení misí.
Navigace
Subjekty zabývající se vývojem technologií GNSS, INS, vizuální navigace a multisenzorové fúze dat.
Telekomunikace
Partneři zabývající se vývojem bezpečných komunikačních systémů, komunikace BLOS a vícekanálových řešení.
Výzkum a vývoj
Vysoké školy, výzkumné ústavy, technologická centra a partneři se zájmem o společné projekty v oblasti výzkumu a vývoje.
Zveme vás ke spolupráci na projektu IRYDA+ SPACE Z1
Společnost MBF Group S.A. zve k jednání technologické partnery, satelitní operátory, výrobce komponentů, výzkumné ústavy, vysoké školy, systémové integrátory a subjekty z leteckého a kosmického odvětví, které mají zájem podílet se na další fázi programu IRYDA+.
Zajímáme se zejména o technologie v oblasti satelitní komunikace, odolné navigace, GNSS, fúze senzorů, Edge AI, palubního výpočetního zpracování, pozorování Země, HAPS, bezpečného přenosu dat a autonomních multiplatformních systémů.
IRYDA+ SPACE Z1 je projekt, který se nachází ve fázi koncepce a vývoje. Uvedené informace popisují plánované technologické směry a potenciální architekturu systému. Nejedná se o technickou specifikaci hotového výrobku ani o prohlášení o dostupnosti jednotlivých funkcí. Parametry, konfigurace, rozsah integrace a harmonogram projektu budou stanoveny v závislosti na postupu výzkumných a vývojových prací a na vývoji spolupráce s technologickými partnery.
