MBF Group IRYDA+ SPACE Z1
IRYDA+ SPACE Z1 este un concept în curs de dezvoltare pentru un sistem aerian fără pilot de nouă generație, care combină operațiunile autonome ale UAV-urilor cu comunicațiile prin satelit, navigația rezistentă la interferențe, procesarea datelor la bord și capacitatea de a colabora cu alte platforme aeriene și sisteme orbitale.
IRYDA+ SPACE Z1 este dezvoltat ca o etapă ulterioară a programului tehnologic IRYDA+. Proiectul urmează să valorifice experiența acumulată în timpul dezvoltării platformei IRYDA+ X1, însă arhitectura sa țintă presupune un domeniu de aplicare mult mai larg – care include comunicații dincolo de raza clasică de acțiune a undelor radio, integrarea cu serviciile satelitare, prelucrarea autonomă a datelor și rezistența la pierderea surselor standard de navigație și comunicații.
comunicații prin satelit
comunicarea planificată în afara acoperirii terestre clasice
navigare adaptabilă
dezvoltarea unei arhitecturi de navigație rezistente la interferențe
procesare la bord
prelucrarea și analiza locală planificată a datelor pe platformă
arhitectura sistemului
integrarea UAV-urilor, a infrastructurii terestre și a serviciilor satelitare
IRYDA+ SPACE Z1 se află în faza de concepție și dezvoltare. Funcțiile prezentate descriu direcția tehnologică prevăzută a proiectului și nu constituie o specificație a produsului finit.
De la platforma UAV la sistemul multidomeniu
IRYDA+ SPACE Z1 nu este concepută ca o dronă individuală cu rază de acțiune extinsă. Obiectivul programului este crearea unei arhitecturi în care o platformă aeriană fără pilot să poată interacționa cu infrastructura terestră, sistemele satelitare, sursele externe de date și alte platforme autonome.
O astfel de abordare permite construirea unui sistem destinat să funcționeze pe suprafețe întinse, în afara razei de acțiune directe a operatorului și a mijloacelor clasice de comunicații terestre.
SATCOM
Posibilitatea prevăzută de a utiliza comunicațiile prin satelit pentru transmiterea datelor, telemetrie și schimbul de informații cu sistemul terestru.
Navigare rezilientă
Dezvoltarea unor sisteme de navigație rezistente la interferențe și la disponibilitatea limitată a semnalelor GNSS clasice.
Edge AI
Prelucrarea datelor selectate direct la bordul platformei, fără a fi necesară transmiterea continuă a întregului flux de date către operator.
Misiune autonomă
Planificarea și desfășurarea avansată a misiunilor, cu o necesitate redusă de intervenție curentă din partea operatorului.
Multi-UAV
O arhitectură concepută pentru colaborarea dintre mai multe platforme fără pilot care îndeplinesc sarcini coordonate.
Integrarea datelor externe
Posibilitatea unei integrări viitoare cu date satelitare, sisteme de observare și alte surse de informații.
SPACE nu înseamnă construirea propriului satelit
Obiectivul programului IRYDA+ SPACE Z1 nu este acela de a începe prin construirea propriilor sateliți. În prima etapă, „SPACE” se referă în primul rând la utilizarea infrastructurii spațiale existente și viitoare ca parte a unui sistem fără echipaj mai amplu.
Proiectul vizează analiza posibilităților de utilizare a serviciilor satelitare comerciale și instituționale în scopuri de comunicații, poziționare, observarea Pământului, transmiterea datelor și sporirea rezilienței operaționale a platformelor autonome.
Pe termen lung, IRYDA+ SPACE Z1 ar putea deveni parte a unui ecosistem care integrează aeronave fără pilot, sisteme terestre, platforme la înălțime și infrastructură orbitală.
Comunicații prin satelit – SATCOM
Una dintre cele mai importante direcții de dezvoltare ale IRYDA+ SPACE Z1 este posibilitatea de a utiliza comunicațiile prin satelit. În sistemele clasice de drone, raza de acțiune a transmisiei este limitată în mare măsură de capacitățile legăturii radio terestre, de configurația terenului și de distanța față de sistemul de control la sol.
Introducerea sistemului SATCOM poate permite desfășurarea anumitor operațiuni în afara razei directe de acțiune a infrastructurii terestre de comunicații și poate spori flexibilitatea utilizării sistemului.
Domeniile de utilizare prevăzute pentru SATCOM
- transmisia datelor telemetrice,
- transmiterea stării platformei și a parametrilor misiunii,
- schimbul de date cu sistemul de control la sol,
- actualizarea anumitor parametri ai misiunii,
- transmisia datelor de la senzori,
- coordonarea platformelor situate în afara razei de acțiune radio clasice,
- construirea unei arhitecturi de comunicații redundante,
- interoperabilitatea cu viitoarele sisteme de comunicații prin satelit cu întârzieri reduse.
Rezistența la pierderea semnalului GNSS
Sistemele autonome moderne nu pot baza întregul proces de navigație exclusiv pe o singură sursă de date. Perturbarea sau pierderea semnalului GNSS poate limita în mod semnificativ capacitățile unei platforme fără pilot clasice.
Prin urmare, una dintre direcțiile proiectului IRYDA+ SPACE Z1 este dezvoltarea unei arhitecturi de navigație rezilientă, în cadrul căreia informațiile provenite de la diferite senzori și surse pot fi combinate pentru a menține informațiile de navigație cât mai stabile posibil.
- GNSS, ca una dintre numeroasele surse de date,
- sisteme inerțiale,
- analiza datelor provenite de la senzorii de bord,
- navigarea bazată pe imagini și pe caracteristicile terenului,
- fuziunea datelor de navigație,
- mecanisme de detectare a anomaliilor și a pierderii fiabilității semnalului,
- dezvoltarea operațiunilor în medii în care accesul la GNSS este perturbat sau limitat.
Edge AI – inteligență integrată
În arhitectura IRYDA+ SPACE Z1, prelucrarea datelor direct pe platformă urmează să joace un rol important. În loc să se transmită toate datele către centrul de control de la sol, anumite informații pot fi analizate la fața locului de către computerul de bord.
O astfel de soluție poate reduce cerințele de lățime de bandă, poate scurta timpul de răspuns și poate permite platformei să ia anumite decizii în mod autonom, în cadrul unor reguli definite în prealabil.
Analiza imaginii
Analiza automată a datelor de observare selectate, fără a fi necesară transmiterea întregului material către operator.
Selectarea informațiilor
Transmiterea, în primul rând, a datelor considerate de sistem ca fiind relevante pentru misiunea în curs de desfășurare.
Reacții autonome
Posibilitatea de a pune în aplicare reacții prestabilite la anumite evenimente sau la modificarea condițiilor misiunii.
Integrarea cu monitorizarea prin satelit
O altă direcție potențială de dezvoltare a programului o reprezintă integrarea UAV-urilor cu datele provenite din sistemele de observare a Pământului. Platforma fără echipaj ar putea utiliza în viitor datele satelitare ca sursă suplimentară de informații pentru planificarea și actualizarea misiunilor.
Este posibilă și situația inversă: sistemul satelitar identifică o zonă care necesită o observare mai atentă, iar platforma UAV este trimisă să efectueze o recunoaștere detaliată la o altitudine mai mică.
Observație
Datele provenite de la sateliți, senzori terestri sau alte platforme indică zona de interes.
Planificare
Sistemul pregătește sau actualizează o misiune pentru platforma fără pilot.
Misiunea UAV
IRYDA+ SPACE Z1 efectuează o observare detaliată a zonei indicate.
Analiză
Datele sunt analizate pe platformă, în sistemul Ground Control System sau într-un mediu analitic extern.
Platformele HAPS și stratul intermediar
În viitor, între UAV-urile clasice și sateliți ar putea funcționa și platformele HAPS – High Altitude Platform Systems. Este vorba despre aeronave care operează la altitudini foarte mari și care pot îndeplini rolul de relee de comunicații, senzori sau componente ale unui sistem de observare distribuit.
IRYDA+ SPACE Z1 urmează să fie proiectat astfel încât, în etapele ulterioare de dezvoltare, să fie posibilă integrarea sa și cu acest tip de infrastructură.
Arhitectura stratificată a IRYDA+ SPACE
Concepția finală presupune colaborarea între mai multe niveluri ale sistemului – de la platformele situate aproape de suprafața Pământului până la infrastructura orbitală.
- Ground Layer – operatori, Sistemul de control la sol, centre de analiză și infrastructura terestră,
- UAV Layer – platforme autonome IRYDA+ care îndeplinesc misiuni pe teren,
- HAPS Layer – platforme potențiale de comunicații și observare la altitudine mare,
- Stratul satelitar – comunicații, navigație, observarea Pământului și furnizarea de date suplimentare,
- Data Layer – software, inteligență artificială, prelucrarea datelor și gestionarea misiunilor.
Sistem conceput pentru funcționarea pe mai multe platforme
Experiența acumulată în timpul dezvoltării IRYDA+ X1, în special în ceea ce privește supravegherea mai multor platforme de către un singur operator, va constitui baza pentru dezvoltarea în continuare a arhitecturii multiplatformă.
În cazul SPACE Z1, aceasta înseamnă posibilitatea unei viitoare colaborări între platforme situate în diverse locații, care utilizează diferite canale de comunicare și care îndeplinesc elemente ale unei singure misiuni comune.
O singură misiune – numeroase surse de date
Sistemul final nu ar trebui să depindă de un singur senzor, de o singură platformă sau de un singur canal de comunicare.
Informațiile pot proveni de la UAV-uri, alte platforme aeriene, infrastructura terestră, sisteme satelitare și baze de date externe. Rolul software-ului va fi acela de a integra aceste informații într-o imagine de situație coerentă, accesibilă operatorului.
Domenii potențiale de aplicare
- monitorizarea unor zone întinse,
- protecția frontierelor și a infrastructurii critice,
- observarea zonelor greu accesibile,
- monitorizarea maritimă și costieră,
- gestionarea crizelor,
- evaluarea efectelor dezastrelor naturale,
- monitorizarea incendiilor și a riscurilor de mediu,
- monitorizarea infrastructurii energetice și de transport,
- sprijin în recunoașterea și dezvoltarea conștiinței situaționale,
- operațiuni care necesită comunicații dincolo de raza de acțiune clasică a undelor radio,
- testarea tehnologiilor autonome și multiplataformă,
- integrarea datelor provenite de la UAV și din programele de observare a Pământului.
Arhitectura tehnologică planificată
Sistem de zbor autonom
Sistem de control și de executare autonomă a sarcinilor planificate.
Comunicații prin satelit
Module de comunicații care permit integrarea cu anumite servicii satelitare.
Navigare adaptabilă
Integrarea mai multor surse de date pentru a reduce dependența de un singur sistem de navigație.
Calcul la bord
Un computer de bord destinat prelucrării datelor și executării algoritmilor autonomi.
Gestionarea misiunilor
Software care permite planificarea și gestionarea misiunilor complexe.
Arhitectura de securitate a datelor
Dezvoltarea unei arhitecturi robuste, multicanal, pentru schimbul și prelucrarea datelor.
IRYDA+ SPACE Z1 – strategia de dezvoltare prevăzută
Concept
Definirea arhitecturii sistemului, a funcțiilor cheie și a potențialilor parteneri tehnologici.
Integrare
Integrarea unor tehnologii selectate din domeniile comunicațiilor, navigației, calculului și senzorilor.
Demonstrator
Realizarea și testarea unei configurații demonstrative care să permită verificarea celor mai importante funcții ale sistemului.
Dezvoltare operațională
Teste suplimentare, dezvoltarea autonomiei, integrarea sistemelor externe și pregătirea pentru implementări viitoare.
Stadiul actual al proiectului
IRYDA+ ca program tehnologic pe termen lung
IRYDA+ X1 este primul element al programului care se află în stadiul de dezvoltare practică. IRYDA+ SPACE Z1 reprezintă un nou nivel de ambiție tehnologică – o combinație între sistemele autonome fără pilot și soluțiile caracteristice sectorului spațial contemporan.
Dezvoltarea programului se va realiza în etape, prin parteneriate tehnologice, proiecte de cercetare și dezvoltare, proiecte demonstrative și integrarea tehnologiilor disponibile. Scopul nu este acela de a construi toate componentele de la zero, ci de a crea o arhitectură care să permită integrarea celor mai bune soluții disponibile într-un singur sistem scalabil.
Parteneriate tehnologice
Realizarea proiectului IRYDA+ SPACE Z1 va necesita colaborarea cu entități care dețin competențe tehnologice specializate. MBF Group S.A. intenționează să dezvolte proiectul într-un mod deschis către colaborări industriale, științifice și internaționale.
Spațiu și sateliți
Operatorii de sateliți, producătorii de terminale, entitățile care dezvoltă sisteme de comunicații și de observare a Pământului.
UAV și industria aerospațială
Producători de platforme aeriene, sisteme avionice, senzori și echipamente de bord.
IA și software
Parteneri care dezvoltă inteligență artificială, analiză de date, autonomie și software de gestionare a misiunilor.
Navigare
Entități care dezvoltă tehnologii GNSS, INS, navigație vizuală și fuziunea datelor multisenzoriale.
Telecomunicații
Parteneri care dezvoltă sisteme de comunicații sigure, comunicații BLOS și soluții multicanal.
Cercetare și dezvoltare
Universități, institute de cercetare, centre tehnologice și parteneri interesați de proiecte comune de cercetare și dezvoltare.
Vă invităm să colaborați cu noi în cadrul proiectului IRYDA+ SPACE Z1
MBF Group S.A. invită la discuții partenerii tehnologici, operatorii de sateliți, producătorii de componente, institutele de cercetare, universitățile, integratorii de sisteme, precum și entitățile din sectorul aerospațial și spațial interesate să contribuie la dezvoltarea următoarei etape a programului IRYDA+.
Ne interesează în mod special tehnologiile din domeniul comunicațiilor prin satelit, navigației reziliente, GNSS, fuziunii senzorilor, Edge AI, calculului la bord, observării Pământului, HAPS, transmiterii sigure a datelor și sistemelor autonome multiplatformă.
IRYDA+ SPACE Z1 este un proiect aflat în faza conceptuală și de dezvoltare. Informațiile prezentate descriu direcțiile tehnologice planificate și arhitectura potențială a sistemului. Acestea nu constituie o specificație tehnică a produsului finit și nici o declarație privind disponibilitatea anumitor funcții. Parametrii, configurația, gradul de integrare și calendarul proiectului vor fi stabilite pe măsură ce avansează activitățile de cercetare și dezvoltare și se dezvoltă colaborarea cu partenerii tehnologici.
