Coraz bardziej zaawansowane systemy pozycjonowania rewolucjonizują rynek autonomicznych, latających pojazdów. Ulepszony GPS pozwoli nawigować także w powietrzu

Dynamiczny rozwój technologii kosmicznych wpływa na nasze codzienne życie. Dzięki nim powstają narzędzia, które poprawią nasze bezpieczeństwo podczas lotów i pozwolą lepiej zrozumieć otaczający nas świat. Zaawansowane systemy obrazowania satelitarnego wykorzystuje się do monitorowania jakości upraw czy zanieczyszczenia powietrza. Ewoluują także nawigacje satelitarne, dzięki czemu w przyszłości będą mogły powstać wysoce zaawansowane pojazdy autonomiczne do transportowania ludzi oraz ultradokładne systemy lokalizacyjne. 

– W lotnictwie cywilnym i wojskowym wykorzystywany jest przede wszystkim sygnał satelitarny z satelitów, które umożliwiają pozycjonowanie. Oczywiście, GPS nie jest systemem w pełni certyfikowanym dla potrzeb lotniczych, natomiast ułatwia orientowanie się w przestrzeni – mówi agencji informacyjnej Newseria Innowacje Mariusz Kacprzak z Instytutu Lotnictwa w Centrum Technologii Kosmicznych.

Coraz większa liczba latających pojazdów, nie tylko samolotów, lecz także samochodów czy taksówek, wymaga zwiększenia precyzji usług lokalizacyjnych. Tymczasem GPS jest już dość starym systemem, którego początki sięgają lat 70. ubiegłego wieku. Dlatego powstają nowsze, bardziej zaawansowane systemy nawigacji, wzbogacane m.in. technologiami kosmicznymi.

– W lotnictwie bezzałogowym technologie satelitarne są podstawowym narzędziem do wyznaczania pozycji. W oparciu o sygnał GPS i sygnał z jednostek z tzw. IMU (jednostek nawigacji inercyjnej – przyp.red.), pozwalają pozycjonować statki powietrzne, a także wyznaczać trasę lotu. Zdjęcia satelitarne stanowią zaś podstawę do tworzenia map, a na podstawie tych map wyznaczane są trasy przelotu – mówi Mariusz Kacprzak.

Jednostki nawigacji inercyjnej IMU, wyposażone w żyroskop i przyspieszeniomierz, umożliwiają dokładne śledzenie orientacji i położenia obiektu w dwóch osiach. Są szeroko używane np. do stabilizacji dronów czy pojazdów samobalansujących się typu segway. Wykorzystywane są także w statkach powietrznych i kosmicznych. Mogą być także podstawą do budowy floty latających samochodów, choć do tego niezbędne będzie stworzenie hybrydowego, zaawansowanego systemu nawigacji satelitarnej.

Nad projektem elektrycznego pojazdu, który będzie pionowo startował i lądował, pracują m.in. firmy Honeywell i Volocopter. Ich inżynierowie opracowują hybrydowy system kontroli lotu, bazujący na klasycznym sygnale GPS, mikroelektromechanicznym systemie kontroli kursu i wysokości oraz czujnikach obrazowania, co pozwoli precyzyjnie rozpoznać przeszkody na drodze pojazdu oraz ułatwi przeprowadzenie procesu podchodzenia do lądowania.

Firma Aireon z kolei chce zmodernizować system GPS, wzbogacając go o technologie kosmiczne. Planuje przenieść odbiorniki ADS-B, radary lotnicze, które w ramach starego systemu rozmieszczono na Ziemi, na pokład satelitów. To umożliwi pokrycie całej powierzchni globu sygnałem GPS i precyzyjne namierzanie śledzonych obiektów bez potrzeby budowania całego systemu od zera. Największą zaletą rozwiązania ma być pełna kompatybilność z dotychczasowymi nawigacjami satelitarnymi, wykorzystującymi klasyczne stacje ADS-B.

Systemy nawigacji satelitarnej coraz częściej wykorzystywane są także w procesie szczegółowego obrazowania powierzchni Ziemi. Centrum Technologii Kosmicznych Instytutu Lotnictwa prowadzi m.in. badania nad metodami wykorzystania narzędzi teledetekcyjnych do zwiększenia konkurencyjności polskich produktów roślinnych na globalnym rynku zbytu. Zdjęcia satelitarne zrobione przez satelity, posłużą do oceny wpływu warunków pogodowych na uprawy czy wykrywania ośrodków chorób przechowalniczych na wczesnym etapie rozwoju.

Nad efektywniejszymi metodami przetwarzania danych satelitarnych pracują także inżynierowie Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej, którzy we współpracy z Akademią Górniczo-Hutniczą, Akademickim Centrum Komputerowym Cyfronet, Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk oraz Polską Agencją Kosmiczną powołali do życia konsorcjum Sat2Envi.

– Projekt Sat4Envi jest bardzo ważny i przełomowy. W jego ramach przygotowano serię szkoleń i spotkań z pracownikami administracji publicznej po to, żeby pokazać potencjał danych. I dzięki temu programowi cała branża teledetekcyjna w Polsce ma szansę skorzystać i dostarczać innowacyjne produkty – zauważa Mariusz Kacprzak.

W ramach tego projektu powstanie cyfrowa baza informacji satelitarnej. Zgromadzone w niej dane posłużą przede wszystkim administracji publicznej do realizacji zadań związanych z ochroną środowiska, planowaniem przestrzennym czy projektowaniem sieci transportowych. Wgląd do bazy danych będą mieli także prywatni przedsiębiorcy, którzy wykorzystają zdjęcia satelitarne do rozwoju najróżniejszych usług o charakterze komercyjnym.

Według firmy badawczej Allied Market Research wartość globalnego rynku komercyjnych satelitów obrazujących do 2022 roku wzrośnie do 5,3 mld dol. W najbliższych latach ma się rozwijać w tempie blisko 11,5 proc. w skali roku. Analitycy Morgan Stanley prognozują z kolei, że rynek latających samochodów do 2040 r. może być wart nawet 3 bln dol.