Ellipse compatible con Cobham Satcom
La compatibilidad entre el Ellipse-D y el Aviator UAV 200 es constatada por el CNES para el apuntamiento de antenas. «El INS Ellipse-D de SBG tiene un diseño notablemente compacto que permitirá a los fabricantes de vehículos aéreos no tripulados mejorar y desarrollar los servicios que ofrecen; este es el saber hacer francés a la vanguardia de la innovación». – Equipo del centro Cesars del CNES
El CNES, también conocido como Centro Nacional de Estudios Espaciales, es una agencia francesa dedicada a los estudios espaciales. Opera bajo la supervisión de los ministerios de Economía, Defensa e Investigación.
El centro CESARS del CNES facilita el acceso a las comunicaciones por satélite
Una de sus misiones es desarrollar, presentar y ejecutar el programa espacial francés para el gobierno nacional. El CNES se centra en 5 áreas estratégicas: Ariane (lanzadores), ciencias, observación, telecomunicaciones y defensa.
El CNES creó el centro CESARS con el fin de difundir e incrementar el uso de las comunicaciones por satélite (Satcom) en cualquier nuevo tipo de aplicación.
CESARS acoge libremente a empresas, laboratorios y colectivos para ofrecerles asesoramiento, comentarios sobre tecnologías, asistencia en la realización de pruebas y acceso a la plataforma técnica propiamente dicha, incluido el hardware.
Una solución combinada para un control en tiempo real mejorado en la navegación de UAV
El equipo de CESARS suele probar y verificar el equipo en tierra antes de proceder con un proyecto. Aquí, el objetivo era confirmar la compatibilidad entre el AVIATOR UAV 200 de Cobham y el sistema de navegación inercial Ellipse-D de SBG Systems.
El Ellipse-D es un sistema de navegación inercial miniatura de doble antena que proporciona datos de navegación y orientación de alta precisión incluso en los entornos más exigentes.
Como todos los sensores de SBG Systems, el Ellipse-D INS/GNSS se somete a pruebas exhaustivas de -40°C a 85°C para garantizar un rendimiento óptimo. Además, se calibra cuidadosamente para garantizar la fiabilidad en todas las condiciones.
El AVIATOR UAV 200 es un terminal Satcom compacto todo en uno (antena y módem) que se adapta a un UAV pequeño. Permite la conexión entre un UAV y un satélite, que actúa como intermediario entre el UAV y el control en tierra.
La solución de Cobham transmite información, como vídeos, desde el UAV al control en tierra a una tasa de datos muy baja (200kbps). El AVIATOR UAV 200 permite al UAV volar más tiempo y más lejos de la sala de control mediante comunicación BLOS (Beyond Line of Sight).
¿Cómo funcionan conjuntamente?
El sensor inercial envía datos de balanceo, cabeceo, guiñada, rumbo y posición al AVIATOR UAV 200. Utilizamos estos datos para orientar el haz de la antena del AVIATOR UAV 200 hacia un satélite de telecomunicaciones y realizar un seguimiento preciso del mismo.
Posteriormente, esto contribuye a mantener una transmisión de datos óptima. Cuanto más preciso sea el apuntamiento de la antena, más estable será el enlace vía satélite.
El INS/GNSS Ellipse-D proporciona un rumbo preciso y fiable en el momento del arranque, gracias a su receptor GNSS de doble antena, algo fundamental para estas aplicaciones. El sensor INS proporciona datos de movimiento y posición para ayudar al AVIATOR UAV 200 a mantener el enlace por satélite durante el vuelo.
En caso de suplantación de identidad (spoofing), el INS ayudará a mantener un rumbo robusto gracias al filtro de Kalman extendido.
Pruebas en estacionario y en movimiento (OTM) en configuración terrestre
En octubre de 2020, el CNES llevó a cabo varias pruebas en el CST (Centro Espacial de Toulouse).
Primero, el equipo preparó el hardware y el software en el laboratorio. Además, integraron el hardware en el camión Oscar. Oscar, un laboratorio móvil, transporta y prueba antenas OTM directamente en las carreteras. Después de confirmar el correcto funcionamiento en modo estacionario, el equipo realizó pruebas OTM en las instalaciones del CNES.
Finalmente, estas pruebas confirmaron la compatibilidad entre el sensor inercial y el terminal.
Configuración del equipo
Durante la prueba en modo estacionario en el laboratorio, el CNES utilizó el software sbgcenter incluido con el sistema INS/GNSS Ellipse-D para configurar el equipo y adaptarlo de la mejor manera a su aplicación.
Este software ofrece diferentes perfiles de movimiento para ajustar el parámetro del filtro Extended Kalman y ofrecer el mejor rendimiento para las condiciones de uso.
Configuraciones elegidas en el software sbgCenter:
- Elección de perfil: «propósito general». Era el más adecuado para el comportamiento del camión Oscar. Para una integración en un UAV, se debe seleccionar un perfil de UAV.
- Configuración de las 2 antenas GNSS: deben estar a más de 45 cm del terminal Cobham y en un “entorno” similar (lo suficientemente cerca, sin obstáculos entre ellas, y deben experimentar la misma dinámica).
- Alineación del vehículo en relación con la unidad de control introducida (en nuestro caso, están orientadas a lo largo del mismo eje).
- Si se colocan otros sensores en el portador, también se pueden introducir (tubo de Pitot, acelerómetro...).
- El puerto COM A del Ellipse-D INS/GNSS (el “principal”) está conectado al PC para visualizar la información recibida en el sbgcenter. El puerto E está conectado al terminal Cobham. Ambos están configurados a 115200 baudios.
- En lo que respecta a la salida de datos, la frecuencia de transmisión de los mensajes AT_ITINS debe ser de 50 Hz como máximo.
Integración y prueba OTM
Se realizaron dos pruebas «On-The-Move» en el mismo circuito. El circuito de prueba incluye líneas rectas y rotondas, y la velocidad máxima para completarlo fue de 30 km/h.
La primera prueba reveló que era necesario ajustar los parámetros, especialmente la frecuencia de transmisión, que se había configurado demasiado alta. Durante la segunda prueba, la conexión fue estable, incluso al cambiar de dirección, lo que validó la configuración.
El ping se transmitió correctamente y las latencias más largas observadas son las posteriores al paso cerca de un edificio (posible enmascaramiento de la línea de visión o LOS). En la interfaz del Aviator UAV 200, todo funcionó (nivel de señal >50 dbHz, posición GPS fija). Al registrar las sesiones de prueba, las secuencias se pueden reproducir en el SBGcenter a través de diferentes opciones:
- Vista de posición: muestra una figura con animaciones en la que se puede seguir la trayectoria del vehículo.
- Vista de cabina: una interfaz gráfica de usuario con visualización de los datos de actitud del portador.
Conclusión
Después de todas esas pruebas, el equipo del centro Cesars de CNES llegó a la conclusión de que el Sistema de Navegación Inercial Ellipse-D de SBG Systems es compatible con el terminal Cobham Aviator UAV 200, en una configuración "en tierra".
Esta prueba concluyente abre un amplio abanico de oportunidades para los usuarios de UAV.
Ellipse-D
El Ellipse-D es un sistema de navegación inercial que integra un GNSS RTK de doble antena y doble frecuencia que es compatible con nuestro software de postprocesamiento Qinertia.
Diseñado para aplicaciones robóticas y geoespaciales, puede fusionar la entrada del odómetro con Pulse o CAN OBDII para mejorar la precisión de la navegación a estima.
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¡Bienvenido a nuestra sección de preguntas frecuentes! Aquí encontrará respuestas a las preguntas más comunes sobre las aplicaciones que mostramos. Si no encuentra lo que busca, no dude en ponerse en contacto con nosotros directamente.
¿Utilizan los UAV GPS?
Los vehículos aéreos no tripulados (UAV), comúnmente conocidos como drones, suelen utilizar la tecnología del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) para la navegación y el posicionamiento.
El GPS es un componente esencial del sistema de navegación de un UAV, ya que proporciona datos de ubicación en tiempo real que permiten al dron determinar su posición con precisión y ejecutar diversas tareas.
En los últimos años, este término ha sido reemplazado por un nuevo término GNSS (Sistema Global de Navegación por Satélite). GNSS se refiere a la categoría general de sistemas de navegación por satélite, que engloba a GPS y a otros sistemas diversos. En contraste, GPS es un tipo específico de GNSS desarrollado por los Estados Unidos.
¿Cómo controlar los retrasos de salida en operaciones con UAV?
Controlar los retrasos de salida en las operaciones con UAV es fundamental para garantizar un rendimiento con capacidad de respuesta, una navegación precisa y una comunicación eficaz, especialmente en aplicaciones de defensa o críticas para las misiones.
La latencia de salida es un aspecto importante en las aplicaciones de control en tiempo real, donde una mayor latencia de salida podría degradar el rendimiento de los bucles de control. El software integrado de nuestro INS se ha diseñado para minimizar la latencia de salida: una vez muestreados los datos del sensor, el Filtro de Kalman Extendido (EKF) realiza cálculos pequeños y de tiempo constante antes de generar las salidas. Por lo general, el retraso de salida observado es inferior a un milisegundo.
La latencia de procesamiento debe sumarse a la latencia de transmisión de datos si desea obtener el retraso total. Esta latencia de transmisión varía de una interfaz a otra. Por ejemplo, un mensaje de 50 bytes enviado en una interfaz UART a 115200 bps tardará 4 ms en transmitirse por completo. Considere velocidades de baudios más altas para minimizar la latencia de salida.
¿Qué es el geofencing en UAV?
El geofencing en UAV es una barrera virtual que define límites geográficos específicos dentro de los cuales puede operar un vehículo aéreo no tripulado (UAV).
Esta tecnología desempeña un papel fundamental para mejorar la seguridad y el cumplimiento normativo de las operaciones con drones, especialmente en áreas donde las actividades de vuelo pueden representar riesgos para las personas, las propiedades o el espacio aéreo restringido.
En sectores como los servicios de entrega, la construcción y la agricultura, el geofencing ayuda a garantizar que los drones operen dentro de áreas seguras y legales, evitando posibles conflictos y mejorando la eficiencia operativa.
Las fuerzas del orden y los servicios de emergencia pueden utilizar el geofencing para gestionar las operaciones de UAV durante eventos públicos o emergencias, asegurando que los drones no ingresen a zonas sensibles.
El geocercado puede emplearse para proteger la fauna y los recursos naturales restringiendo el acceso de drones a ciertos hábitats o áreas de conservación.
¿Qué es una carga útil (payload)?
Una carga útil se refiere a cualquier equipo, dispositivo o material que un vehículo (dron, embarcación...) transporta para cumplir su propósito previsto más allá de las funciones básicas. La carga útil es independiente de los componentes necesarios para el funcionamiento del vehículo, como sus motores, batería y chasis.
Ejemplos de cargas útiles:
- Cámaras: cámaras de alta resolución, cámaras termográficas…
- Sensores: LiDAR, sensores hiperespectrales, sensores químicos...
- Equipos de comunicación: radios, repetidores de señal...
- Instrumentos científicos: sensores meteorológicos, muestreadores de aire…
- Otros equipos especializados
