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DDIL – Segnale degradato, interrotto, intermittente e a bassa larghezza di banda
Un ambiente DDIL (Degraded, Denied, Intermittent, and Low-bandwidth) descrive condizioni operative in cui le capacità di posizionamento, navigazione, temporizzazione (PNT), comunicazione o rilevamento diventano parzialmente o completamente non disponibili. Le condizioni DDIL riducono la consapevolezza situazionale, aumentano l'incertezza della navigazione e mettono alla prova il processo decisionale autonomo.
I moderni sistemi di navigazione attenuano questi effetti combinando sensori inerziali ad alte prestazioni con molteplici fonti di ausilio attraverso algoritmi avanzati di fusione dei sensori.
Ambiente degradato
Si parla di ambiente degradato quando la navigazione o la comunicazione rimangono disponibili, ma con prestazioni ridotte. L’attenuazione del segnale, la propagazione multipath, i disturbi atmosferici, il fogliame, i canyon urbani, le gallerie, le condizioni meteorologiche avverse, le interferenze elettromagnetiche o i guasti parziali dei sensori riducono la precisione senza causare un’interruzione completa del servizio.
I sistemi continuano a funzionare, ma presentano maggiori incertezze di posizionamento.
Ambiente negato
Un ambiente negato impedisce l'utilizzo di uno o più servizi essenziali di navigazione o comunicazione. Il jamming GNSS, lo spoofing, le operazioni sotterranee, le missioni sottomarine, le strutture interne densamente schermate, la guerra elettronica o il silenzio radio intenzionale eliminano gli aggiornamenti di posizionamento esterni.
In queste situazioni, i sistemi di navigazione inerziale stimano posizione, velocità e assetto in modo indipendente fino a quando i sensori di supporto non tornano disponibili.
Ambiente intermittente
Unambiente intermittente fornisce servizi di navigazione o comunicazione solo durante intervalli brevi o imprevedibili. Gli UAV che volano tra gli edifici, i veicoli terrestri autonomi che entrano nelle gallerie, le piattaforme marittime che operano in prossimità di scogliere o i satelliti soggetti a visibilità periodica perdono e recuperano ripetutamente le misurazioni esterne.
Gli algoritmi di fusione dei sensori devono convalidare e integrare rapidamente ogni nuova osservazione, mantenendo al contempo la continuità della navigazione durante le interruzioni.
Ambiente intermittente
Un ambiente a bassa larghezza di banda limita la quantità o la frequenza dei dati trasmessi. Le reti radio tattiche, le comunicazioni satellitari, i modem acustici subacquei, i siti industriali remoti e i sistemi senza pilota a lungo raggio operano spesso con una larghezza di banda limitata.
I sistemi di navigazione, pertanto, danno priorità alle misurazioni essenziali, comprimono i dati telemetrici, riducono la frequenza degli aggiornamenti ed eseguono la maggior parte delle stime a livello locale per preservare le prestazioni operative.
Scenari reali e tecnologie attuali
Diversi scenari DDIL combinano più condizioni simultaneamente. Esempi includono operazioni senza GNSS e con comunicazioni degradate, GNSS intermittente con telemetria a bassa larghezza di banda, ambienti elettromagneticamente contestati, ambienti con GPS disturbato, operazioni senza comunicazioni, missioni senza sensori e ambienti di guerra elettronica multi-dominio. Questi scenari ibridi rappresentano le condizioni operative più impegnative poiché influiscono simultaneamente su navigazione, comunicazioni e situational awareness.
Le moderne architetture INS affrontano gli ambienti DDIL integrando le IMU con GNSS, odometri, LiDAR, telecamere, sistemi Doppler Velocity Log (DVL), sistemi Ultra-Short Baseline (USBL), encoder per ruote, radar, magnetometri, barometri e altri sensori di supporto. I filtri di Kalman estesi (EKF), l'ottimizzazione basata su grafi di fattori e gli algoritmi di localizzazione e mappatura simultanea (SLAM) sfruttano ogni osservazione disponibile per limitare la deriva inerziale e mantenere un posizionamento robusto nonostante condizioni operative incerte.
I sistemi di navigazione inerziale MEMS ad alte prestazioni e di livello tattico sono diventati tecnologie fondamentali per garantire un PNT resiliente negli ambienti DDIL. La loro indipendenza dalle infrastrutture esterne consente una navigazione continua quando i segnali satellitari, le comunicazioni o i riferimenti esterni diventano inaffidabili o non disponibili.
