MBF Group IRYDA+ SPACE Z1
IRYDA+ SPACE Z1 to rozwijana koncepcja nowej generacji bezzałogowego systemu powietrznego, łączącego autonomiczne operacje UAV z komunikacją satelitarną, odporną na zakłócenia nawigacją, przetwarzaniem danych na pokładzie oraz możliwością współpracy z innymi platformami powietrznymi i systemami orbitalnymi.
IRYDA+ SPACE Z1 jest rozwijana jako kolejny etap programu technologicznego IRYDA+. Projekt ma wykorzystywać doświadczenia zdobywane podczas rozwoju platformy IRYDA+ X1, ale jego docelowa architektura zakłada znacznie szerszy zakres działania – obejmujący komunikację poza klasycznym zasięgiem radiowym, integrację z usługami satelitarnymi, autonomiczne przetwarzanie danych oraz odporność na utratę standardowych źródeł nawigacji i łączności.
łączność satelitarna
planowana komunikacja poza klasycznym zasięgiem naziemnym
resilient navigation
rozwój odpornej na zakłócenia architektury nawigacyjnej
on-board processing
planowane lokalne przetwarzanie i analiza danych na platformie
system architecture
integracja UAV, infrastruktury naziemnej i usług satelitarnych
IRYDA+ SPACE Z1 znajduje się na etapie koncepcyjnym i rozwojowym. Przedstawione funkcje opisują planowany kierunek technologiczny projektu i nie stanowią specyfikacji gotowego produktu.
Od platformy UAV do systemu wielodomenowego
IRYDA+ SPACE Z1 nie jest projektowana jako pojedynczy dron o zwiększonym zasięgu. Założeniem programu jest stworzenie architektury, w której bezzałogowa platforma powietrzna może współpracować z infrastrukturą naziemną, systemami satelitarnymi, zewnętrznymi źródłami danych oraz innymi platformami autonomicznymi.
Takie podejście pozwala budować system przeznaczony do działania na dużych obszarach, poza bezpośrednim zasięgiem operatora i klasycznych naziemnych środków komunikacji.
SATCOM
Planowana możliwość wykorzystania komunikacji satelitarnej do transmisji danych, telemetrii oraz wymiany informacji z systemem naziemnym.
Resilient Navigation
Rozwój nawigacji odpornej na zakłócenia oraz ograniczoną dostępność klasycznych sygnałów GNSS.
Edge AI
Przetwarzanie wybranych danych bezpośrednio na pokładzie platformy bez konieczności ciągłego przesyłania pełnego strumienia danych do operatora.
Autonomous Mission
Zaawansowane planowanie i realizacja misji przy ograniczonej konieczności bieżącej ingerencji operatora.
Multi-UAV
Architektura przygotowana do współpracy wielu bezzałogowych platform realizujących skoordynowane zadania.
External Data Integration
Możliwość przyszłej integracji z danymi satelitarnymi, systemami obserwacyjnymi i innymi źródłami informacji.
SPACE nie oznacza budowy własnego satelity
Założeniem programu IRYDA+ SPACE Z1 nie jest rozpoczynanie od budowy własnych satelitów. W pierwszym etapie „SPACE” oznacza przede wszystkim wykorzystanie istniejącej i przyszłej infrastruktury kosmicznej jako elementu większego systemu bezzałogowego.
Projekt zakłada analizę możliwości wykorzystania komercyjnych i instytucjonalnych usług satelitarnych do komunikacji, pozycjonowania, obserwacji Ziemi, przesyłania danych oraz zwiększania odporności operacyjnej platform autonomicznych.
Docelowo IRYDA+ SPACE Z1 może stać się elementem ekosystemu łączącego bezzałogowe statki powietrzne, systemy naziemne, platformy wysokościowe oraz infrastrukturę orbitalną.
Komunikacja satelitarna – SATCOM
Jednym z najważniejszych kierunków rozwoju IRYDA+ SPACE Z1 jest możliwość wykorzystania łączności satelitarnej. W klasycznych systemach UAV zasięg transmisji jest w dużej mierze ograniczony przez możliwości naziemnego łącza radiowego, ukształtowanie terenu oraz odległość od Ground Control System.
Wprowadzenie SATCOM może umożliwić prowadzenie wybranych operacji poza bezpośrednim zasięgiem naziemnej infrastruktury komunikacyjnej oraz zwiększyć elastyczność wykorzystania systemu.
Planowane obszary wykorzystania SATCOM
- transmisja danych telemetrycznych,
- przekazywanie statusu platformy i parametrów misji,
- wymiana danych z Ground Control System,
- aktualizacja wybranych parametrów misji,
- transmisja danych z sensorów,
- koordynacja platform znajdujących się poza klasycznym zasięgiem radiowym,
- budowa redundantnej architektury komunikacyjnej,
- współpraca z przyszłymi systemami komunikacji satelitarnej o niskich opóźnieniach.
Odporność na utratę GNSS
Nowoczesne systemy autonomiczne nie mogą opierać całego procesu nawigacji wyłącznie na jednym źródle danych. Zakłócenie lub utrata sygnału GNSS może znacząco ograniczyć zdolności klasycznej platformy bezzałogowej.
Dlatego jednym z kierunków IRYDA+ SPACE Z1 jest rozwój architektury resilient navigation, w której informacje pochodzące z różnych sensorów i źródeł mogą być łączone w celu utrzymania możliwie stabilnej informacji nawigacyjnej.
- GNSS jako jedno z wielu źródeł danych,
- systemy inercyjne,
- analiza danych z sensorów pokładowych,
- nawigacja oparta na obrazie i cechach terenu,
- fuzja danych nawigacyjnych,
- mechanizmy wykrywania anomalii i utraty wiarygodności sygnału,
- rozwój działania w środowisku zakłóconej lub ograniczonej dostępności GNSS.
Edge AI – inteligencja na pokładzie
W architekturze IRYDA+ SPACE Z1 istotną rolę ma odgrywać przetwarzanie danych bezpośrednio na platformie. Zamiast przesyłać wszystkie dane do centrum naziemnego, wybrane informacje mogą być analizowane lokalnie przez komputer pokładowy.
Takie rozwiązanie może ograniczyć zapotrzebowanie na przepustowość łącza, skrócić czas reakcji oraz pozwolić platformie podejmować określone decyzje autonomicznie w ramach wcześniej zdefiniowanych reguł.
Analiza obrazu
Automatyczna analiza wybranych danych obserwacyjnych bez konieczności przesyłania pełnego materiału do operatora.
Selekcja informacji
Przesyłanie przede wszystkim danych uznanych przez system za istotne dla realizowanej misji.
Autonomiczne reakcje
Możliwość realizacji wcześniej zdefiniowanych reakcji na określone zdarzenia lub zmianę warunków misji.
Integracja z obserwacją satelitarną
Kolejnym potencjalnym kierunkiem rozwoju programu jest integracja UAV z danymi pochodzącymi z systemów Earth Observation. Platforma bezzałogowa może w przyszłości wykorzystywać dane satelitarne jako dodatkowe źródło informacji przy planowaniu oraz aktualizacji misji.
Możliwa jest również sytuacja odwrotna: system satelitarny identyfikuje obszar wymagający dokładniejszej obserwacji, a platforma UAV zostaje skierowana do wykonania szczegółowego rozpoznania na niższej wysokości.
Obserwacja
Dane z satelitów, sensorów naziemnych lub innych platform wskazują obszar zainteresowania.
Planowanie
System przygotowuje lub aktualizuje zadanie dla platformy bezzałogowej.
Misja UAV
IRYDA+ SPACE Z1 realizuje szczegółową obserwację wskazanego obszaru.
Analiza
Dane są analizowane na platformie, w Ground Control System lub w zewnętrznym środowisku analitycznym.
Platformy HAPS i warstwa pośrednia
W przyszłości pomiędzy klasycznym UAV a satelitą mogą funkcjonować również platformy HAPS – High Altitude Platform Systems. Są to statki powietrzne działające na bardzo dużych wysokościach i mogące pełnić funkcję przekaźników komunikacyjnych, sensorów lub elementów rozproszonego systemu obserwacyjnego.
IRYDA+ SPACE Z1 ma być projektowana w taki sposób, aby w dalszych etapach rozwoju możliwa była integracja również z tego typu infrastrukturą.
Warstwowa architektura IRYDA+ SPACE
Docelowa koncepcja zakłada współpracę wielu poziomów systemu – od platform znajdujących się blisko powierzchni ziemi po infrastrukturę orbitalną.
- Ground Layer – operatorzy, Ground Control System, centra analityczne i infrastruktura naziemna,
- UAV Layer – autonomiczne platformy IRYDA+ wykonujące zadania w terenie,
- HAPS Layer – potencjalne wysokopułapowe platformy komunikacyjne i obserwacyjne,
- Satellite Layer – komunikacja, nawigacja, obserwacja Ziemi oraz dostarczanie dodatkowych danych,
- Data Layer – oprogramowanie, sztuczna inteligencja, przetwarzanie danych i zarządzanie misją.
System przygotowany do działania wieloplatformowego
Doświadczenia zdobywane podczas rozwoju IRYDA+ X1, w szczególności w zakresie nadzorowania wielu platform przez jednego operatora, mają stanowić podstawę do dalszego rozwoju architektury wieloplatformowej.
W przypadku SPACE Z1 oznacza to możliwość przyszłej współpracy platform znajdujących się w różnych lokalizacjach, korzystających z różnych kanałów komunikacji oraz realizujących elementy jednej wspólnej misji.
Jedna misja – wiele źródeł danych
Docelowy system nie powinien zależeć od jednego sensora, jednej platformy ani jednego kanału komunikacji.
Informacje mogą pochodzić z UAV, innych platform powietrznych, infrastruktury naziemnej, systemów satelitarnych oraz zewnętrznych baz danych. Zadaniem oprogramowania będzie połączenie tych informacji w spójny obraz sytuacyjny dostępny dla operatora.
Potencjalne obszary zastosowań
- monitorowanie rozległych obszarów,
- ochrona granic i infrastruktury krytycznej,
- obserwacja terenów trudno dostępnych,
- monitoring morski i przybrzeżny,
- zarządzanie kryzysowe,
- ocena skutków katastrof naturalnych,
- monitorowanie pożarów i zagrożeń środowiskowych,
- obserwacja infrastruktury energetycznej i transportowej,
- wsparcie rozpoznania i budowania świadomości sytuacyjnej,
- operacje wymagające komunikacji poza klasycznym zasięgiem radiowym,
- testowanie technologii autonomicznych i wieloplatformowych,
- integracja danych UAV i Earth Observation.
Planowana architektura technologiczna
Autonomous Flight System
System sterowania i autonomicznego wykonywania zaplanowanych zadań.
Satellite Communication
Moduły komunikacyjne umożliwiające integrację z wybranymi usługami satelitarnymi.
Resilient Navigation
Fuzja wielu źródeł danych w celu ograniczenia zależności od pojedynczego systemu nawigacyjnego.
On-board Computing
Komputer pokładowy przeznaczony do przetwarzania danych i realizacji algorytmów autonomicznych.
Mission Management
Oprogramowanie umożliwiające planowanie i zarządzanie złożonymi misjami.
Secure Data Architecture
Rozwój odpornej, wielokanałowej architektury wymiany i przetwarzania danych.
IRYDA+ SPACE Z1 – planowana droga rozwoju
Concept
Definicja architektury systemu, kluczowych funkcji i możliwych partnerów technologicznych.
Integration
Integracja wybranych technologii komunikacyjnych, nawigacyjnych, obliczeniowych i sensorycznych.
Demonstrator
Budowa i testowanie konfiguracji demonstracyjnej pozwalającej potwierdzić najważniejsze funkcje systemu.
Operational Development
Dalsze testy, rozwój autonomii, integracja zewnętrznych systemów i przygotowanie do przyszłych wdrożeń.
Aktualny stan projektu
IRYDA+ jako długoterminowy program technologiczny
IRYDA+ X1 jest pierwszym praktycznie rozwijanym elementem programu. IRYDA+ SPACE Z1 reprezentuje kolejny poziom ambicji technologicznej – połączenie autonomicznych systemów bezzałogowych z rozwiązaniami charakterystycznymi dla współczesnego sektora kosmicznego.
Rozwój programu ma odbywać się etapowo, poprzez partnerstwa technologiczne, projekty badawczo-rozwojowe, demonstratory oraz integrację dostępnych technologii. Celem nie jest budowanie wszystkich komponentów samodzielnie, lecz stworzenie architektury pozwalającej integrować najlepsze dostępne rozwiązania w jeden skalowalny system.
Partnerstwa technologiczne
Realizacja projektu IRYDA+ SPACE Z1 będzie wymagała współpracy z podmiotami posiadającymi specjalistyczne kompetencje technologiczne. MBF Group S.A. zakłada rozwijanie projektu w formule otwartej na współpracę przemysłową, naukową i międzynarodową.
Space & Satellite
Operatorzy satelitarni, producenci terminali, podmioty rozwijające komunikację i systemy Earth Observation.
UAV & Aerospace
Producenci platform powietrznych, systemów awionicznych, sensorów i wyposażenia pokładowego.
AI & Software
Partnerzy rozwijający sztuczną inteligencję, analizę danych, autonomię i oprogramowanie zarządzania misją.
Navigation
Podmioty rozwijające technologie GNSS, INS, visual navigation i wielosensorową fuzję danych.
Telecommunications
Partnerzy rozwijający bezpieczne systemy komunikacji, łączność BLOS i rozwiązania wielokanałowe.
Research & Development
Uczelnie, instytuty badawcze, centra technologiczne oraz partnerzy zainteresowani wspólnymi projektami B+R.
Zapraszamy do współpracy przy IRYDA+ SPACE Z1
MBF Group S.A. zaprasza do rozmów partnerów technologicznych, operatorów satelitarnych, producentów komponentów, instytuty badawcze, uczelnie, integratorów systemów oraz podmioty z sektora aerospace i space zainteresowane współtworzeniem kolejnego etapu programu IRYDA+.
Szczególnie interesują nas technologie w obszarze komunikacji satelitarnej, resilient navigation, GNSS, sensor fusion, Edge AI, onboard computing, Earth Observation, HAPS, bezpiecznej transmisji danych oraz autonomicznych systemów wieloplatformowych.
IRYDA+ SPACE Z1 jest projektem na etapie koncepcyjnym i rozwojowym. Przedstawione informacje opisują planowane kierunki technologiczne i potencjalną architekturę systemu. Nie stanowią specyfikacji technicznej gotowego produktu ani deklaracji dostępności poszczególnych funkcji. Parametry, konfiguracja, zakres integracji oraz harmonogram projektu będą określane wraz z postępem prac badawczo-rozwojowych i rozwojem współpracy z partnerami technologicznymi.
