Ellipse compatible con el satélite Cobham
La compatibilidad entre Ellipse-D y Aviator UAV 200 ha sido declarada por el CNES para Antenna Pointing. "El INS Ellipse-D de SBG tiene un notable diseño compacto que permitirá a los industriales de los UAV mejorar y desarrollar los servicios que ofrecen; se trata del saber hacer francés a la vanguardia de la innovación." - Equipo del centro Cesars del CNES
El CNES, también llamado Centro Nacional de Estudios Espaciales, es una agencia francesa dedicada a los estudios espaciales. Funciona 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 para difundir y aumentar el uso de Satcom en cualquier nuevo tipo de aplicación.
CESARS acoge libremente a empresas, laboratorios, colectividades, para darles consejo, feedback sobre tecnologías, asistirles realizando pruebas y dando acceso a la plataforma técnica en sí, incluyendo el hardware.
Una solución combinada para mejorar el control en tiempo real de la navegación de vehículos aéreos no tripulados
El equipo de CESARS suele probar y verificar los equipos sobre el terreno antes de seguir adelante con un proyecto. En este caso, el objetivo era confirmar la compatibilidad entre el UAV 200 AVIATOR de Cobham y el sistema de navegación inercial Ellipse-D de SBG Systems.
Ellipse-D es un sistema de navegación inercial en miniatura de doble antena que proporciona datos de navegación y orientación de gran precisión incluso en los entornos más difíciles.
Al igual que todos los sensores de SBG, Ellipse-D INS se somete a pruebas exhaustivas y se calibra entre -40 °C y 85 °C para garantizar un rendimiento óptimo.
AVIATOR UAV 200 es un terminal Satcom compacto todo en uno (antena y módem) que cabe en un pequeño UAV. 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 velocidad de transmisión de datos muy baja (200kbps). El AVIATOR UAV 200 permite al UAV volar durante más tiempo y a mayor distancia de la sala de control gracias a la comunicación BLOS (Beyond Line of Sight).
¿Cómo trabajan juntos?
El sensor inercial envía al AVIATOR UAV 200 datos de balanceo (roll), cabeceo (pitch), guiñada (raw), rumbo y posición. Utilizamos estos datos para dirigir el haz de antena del AVIATOR UAV 200 hacia un satélite de telecomunicaciones y seguirlo con precisión.
Después, esto contribuye a mantener una transmisión de datos óptima. Cuanto más preciso sea el apuntamiento de la antena, más estable será el enlace con el satélite.
Ellipse-D INS proporciona un rumbo preciso y fiable en el momento de la salida, gracias a su receptor GNSS de doble antena, 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 spoofing, el INS ayudará a mantener un rumbo robusto gracias al Filtro Kalman Extendido.
Pruebas estacionarias y en movimiento en configuración terrestre
En octubre de 2020, el CNES llevó a cabo algunas pruebas en el CST (Centro Espacial de Toulouse).
En primer lugar, se tomaron en mano el hardware y el software en el laboratorio. A continuación, el hardware se integró en el camión Oscar (OSCAR es un "laboratorio móvil" en el que se instalan y prueban las antenas OTM, en las carreteras).
Tras comprobar que funcionaba correctamente en modo estacionario, se realizaron pruebas OTM dentro del CNES para atestiguar 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 que viene con el Ellipse-D INS para configurar el equipo de la mejor manera posible para su aplicación.
Este software proporciona diferentes perfiles de movimiento para ajustar el parámetro del Filtro de Kalman Extendido y ofrecer el mejor rendimiento para las condiciones de uso.
Ajustes elegidos en el software sbgCenter:
- Elección del perfil: "uso general". Era el más adecuado para el comportamiento del camión Oscar. Para una integración en un UAV, debe elegirse 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 (suficientemente cerca, sin obstáculos entre ellas, deben sufrir la misma dinámica).
- Alineación del vehículo en relación con la unidad de control introducida (en nuestro caso están orientados a lo largo del mismo eje).
- Si se colocan otros sensores en el soporte, también se pueden introducir (tubo pitot, acelerómetro...).
- El puerto com A del Ellipse-D INS(el "principal") se conecta 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 cuanto a la salida de datos, la frecuencia de transmisión de los mensajes AT_ITINS debe ser de 50 Hz como máximo.
Pruebas de integración y OTM
Se realizaron dos pruebas "en marcha" en el mismo circuito. El circuito de prueba incluye rectas y rotondas y la velocidad máxima para completarlo era de 30km/H
La primera prueba reveló que era necesario ajustar la configuración, especialmente la frecuencia de transmisión, que estaba demasiado alta. Durante la segunda prueba, la conexión se mantuvo estable, incluso al cambiar de dirección, lo que validó los ajustes.
El ping pasó correctamente, y las latencias más largas observadas son las que siguen a un paso cerca de un edificio (posible enmascaramiento de la LOS). En la interfaz Aviator UAV 200, todo funcionaba (nivel de señal >50dbHz, GPS fijo). Al grabar las sesiones de prueba, las secuencias pueden reproducirse en el SBGcenter mediante distintas opciones:
- Vista de posición: Muestra una figura con animaciones donde se puede seguir la trayectoria del vehículo.
- Vista de cabina: Una interfaz gráfica de usuario con visualización de los datos de actitud del portaaviones.
Conclusión
Tras todas esas pruebas, el equipo del centro Cesars del 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 configuración "tierra".
Esta prueba concluyente ofrece un amplio panel de oportunidades a los usuarios de UAV.
Ellipse-D
Ellipse-D es un sistema de navegación inercial que integra un GNSS RTK de doble antena y doble frecuencia compatible con nuestro software de postprocesamiento Qinertia.
Diseñado para aplicaciones robóticas y geoespaciales, puede fusionar la entrada de Odómetro con pulso o CAN OBDII para mejorar la precisión del punto muerto.
Pida presupuesto para Ellipse-D
¿Tiene alguna pregunta?
Bienvenido a nuestra sección de preguntas frecuentes. Aquí encontrará respuestas a las preguntas más frecuentes sobre las aplicaciones que presentamos. Si no encuentra lo que busca, no dude en contacto con nosotros directamente.
¿Utilizan GPS los UAV?
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 localización en tiempo real que permiten al dron determinar su posición con precisión y ejecutar diversas tareas.
En los últimos años, este término ha sido sustituido por el de GNSS (Sistema Mundial de Navegación por Satélite). GNSS se refiere a la categoría general de sistemas de navegación por satélite, que engloba el GPS y otros sistemas diversos. En cambio, el GPS es un tipo específico de GNSS desarrollado por Estados Unidos.
¿Cómo controlar los retrasos de salida en las operaciones de los UAV?
Controlar los retardos de salida en las operaciones de los UAV es esencial para garantizar un rendimiento sensible, una navegación precisa y una comunicación eficaz, especialmente en aplicaciones de defensa o de misión crítica.
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 lazos de control. Nuestro software integrado INS se ha diseñado para minimizar la latencia de salida: una vez muestreados los datos del sensor, el filtro de Kalman extendido (EKF) realiza pequeños cálculos en tiempo constante antes de generar las salidas. Normalmente, el retardo de salida observado es inferior a un milisegundo.
La latencia de procesamiento debe sumarse a la latencia de transmisión de datos si se desea obtener el retardo total. Esta latencia de transmisión varía de una interfaz a otra. Por ejemplo, un mensaje de 50 bytes enviado por una interfaz UART a 115200 bps tardará 4ms en transmitirse completamente. Considere tasas de baudios más altas para minimizar la latencia de salida.
¿Qué es la geovigilancia UAV?
La geovalla para vehículos aéreos no tripulados (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 en la mejora de la seguridad, la protección y el cumplimiento de la normativa en las operaciones con drones, sobre todo en zonas donde las actividades de vuelo pueden suponer riesgos para las personas, los bienes o el espacio aéreo restringido.
En sectores como los servicios de reparto, la construcción y la agricultura, la geovalla ayuda a garantizar que los drones operen dentro de zonas seguras y legales, evitando posibles conflictos y mejorando la eficiencia operativa.
Las fuerzas del orden y los servicios de emergencia pueden utilizar la geocercas para gestionar las operaciones de los UAV durante actos públicos o emergencias, garantizando que los drones no entren en zonas sensibles.
Las geocercas pueden emplearse para proteger la fauna y los recursos naturales restringiendo el acceso de drones a determinados hábitats o zonas de conservación.
¿Qué es una carga útil?
Una carga útil se refiere a cualquier equipo, dispositivo o material que un vehículo (dron, embarcación...) transporta para realizar 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 bastidor.
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