Kompetencje polskiej nauki w zakresie systemów bezzałogowych

Transkrypt

1 Kompetencje polskiej nauki w zakresie systemów bezzałogowych Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Elektroniki, Instytut Radioelektroniki ul. Gen. Sylwestra Kaliskiego 2, Warszawa, Poland Tel.: , Faks: ire@wat.edu.pl, WWW: ire.wel.wat.edu.pl płk dr hab. inż. Piotr KANIEWSKI, prof. nadzw. WAT piotr.kaniewski@wat.edu.pl

2 Struktura Instytutu Radioelektroniki WEL WAT DYREKTOR INSTYTUTU płk dr hab. inż. Piotr KANIEWSKI, prof. WAT ZASTĘPCY DYREKTORA INSTYTUTU dr inż. Jan MATUSZEWSKI mgr inż. Marian BRYNIAK SEKCJA ADMINISTRACYJNO - TECHNICZNA ZAKŁAD SYSTEMÓW RADIOELEKTRONICZNYCH ZAKŁAD TELEDETEKCJI ZAKŁAD MIKROFAL Kierownik dr inż. Andrzej DUKATA Kierownik dr inż. Jerzy PIETRASIŃSKI Kierownik dr inż. Waldemar SUSEK

3 Zakład Systemów Radioelektronicznych Zakres prowadzonych badań i prac n-b: z M (xm, ym, zm) Systemy rozpoznania i walki elektronicznej Zautomatyzowane systemy dowodzenia Zintegrowane systemy nawigacyjne i lokalizacyjne Systemy analizy i lokalizacji źródeł emisji radiowych Algorytmy estymacji i fuzji danych Algorytmy sztucznej inteligencji Nowe materiały do zastosowań w systemach radioelektronicznych Stacja D D (xd, yd, zd) x dad RDM RAM dab Stacja A A (xa, ya, za) RBM Stacja B B (xb, yb, zb) dac RCM Stacja C C (xc, yc, zc) y Sygnał radarowy Radarowy odcisk palca

4 Zakres prowadzonych badań i prac n-b: Zakład Teledetekcji Przetwarzanie sygnałów i danych w systemach radarowych: - Synteza i kompresja sygnałów z modulacją wewnątrzimpulsową oraz kodowaniem - Filtracja sygnałów z zakłóceń oraz ich detekcja w radarze obserwacyjnym - Przetwarzanie sygnałów i zobrazowań w radarze z syntetyczną aperturą (SAR) - Przetwarzanie sygnałów radarowych w technologii programowej (Software Defined Radar) - Technika georadarowa i radary do obserwacji obiektów pod powierzchnią gruntu (GPR) - Układy akustoelektroniczne

5 Zakład Mikrofal Zakres prowadzonych badań i prac n-b: Analiza i projektowanie układów mikrofalowych dla systemów radarowych i walki elektronicznej: - analogowe i cyfrowe detektory fazy i częstotliwości - szerokopasmowe wzmacniacze mikrofalowe - filtry i mieszacze mikrofalowe - anteny mikrofalowe - radary szumowe i ich zastosowania - radiometria mikrofalowa

6 Konsorcjum BSP zakres odpowiedzialności IRE WEL WAT 1. Opracowanie rodziny sensorów typu SAR do obserwacji terenu z pokładu BSP 2. Opracowanie rodziny sensorów typu SAR do obserwacji zmian w przypowierzchniowych warstwach gruntu 3. Opracowanie systemów dokładnego pozycjonowania i rekonstrukcji trajektorii oraz parametrów lotu BSP 4. Opracowanie radarowych pokładowych systemów wykrywania obiektów niskolecących 5. Opracowanie radarowych systemów antykolizyjnych BSP 6. Opracowanie systemów rozpoznania radioelektronicznego przeznaczonych dla BSP 7. Opracowanie systemów namierzania, lokalizacji i śledzenia źródeł emisji elektromagnetycznych z pokładu BSP

7 Radary z syntetyczną aperturą (SAR) Niemal 10-letnie doświadczenie uzyskane podczas realizacji prac badawczych Obecnie realizowany projekt współfinansowany przez NCBiR WAT (IRE WEL) System radarowego rozpoznania terenu na pokładzie miniaturowego bezpilotowego statku powietrznego (akronim WATSAR) Projekt współfinansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach Programu Badań Stosowanych jako Projekt Badawczy PBS1/B3/15/2012

8 Radary z syntetyczną aperturą (SAR) z v R H e y Idea działania: radar na platformie lotniczej lub kosmicznej wysyła sygnały sondujące oraz odbiera sygnały echa, które przetwarza w taki sposób, jak gdyby pochodziły z jednej bardzo długiej anteny. R P Efekt: bardzo duża rozdzielczość zobrazowań porównywalna z fotografią lotniczą lub satelitarną - tym lepsza im dłuższa jest wirtualna antena. x Zastosowania: rozpoznanie terenu, monitorowanie terenów przygranicznych, obszarów klęsk żywiołowych. Źródło:

9 Radary z syntetyczną aperturą (SAR) System antenowy sensor moduł N/O moduł przetwarzania danych nawigacyjnych Zespół czujników nawigacyjnych (Ekinox N INS, Ekinox D INS, KVH 1750) Moduł stabilizacji elektromechanicznej dane nawigacyjne układy konwersji AC układy archiwizacji pokładowy procesor SAR moduł syntezy obrazu on-line moduł kompresji sygnału RAW i dowiązania danych nawigacyjnych Zespół zasilania Moduł autopilota Modem radiowy część pokładowa część naziemna RAW SAR, video Dane nawigacyjne, sterowanie Stacja Kierowania i Kontroli SKiK Stacja Analizy Danych SAD

10 Technika georadarowa (GPR) Zakres prac: - teoria GPR - sygnały sondujące - anteny - nadajniki/odbiorniki - DSP

11 Technika georadarowa (GPR) Radary GPR na lądowych platformach bezzałogowych i GPR ręczne

12 Technika georadarowa (GPR) Laboratoria i eksperymenty z radarami GPR

13 Zintegrowane Systemy Nawigacyjne Zakres prac: IMU, n v p, v, Cb INS / GNSS SINS Projektowanie zintegrowanych systemów nawigacyjnych złożonych m.in. z odbiorników GNSS, systemów nawigacji inercjalnej (INS) i innych urządzeń. Projektowanie, badania i implementacja różnorodnych algorytmów przetwarzania danych nawigacyjnych: liniowe filtry Kalmana, filtry linearyzowane (LKF), rozszerzone (EKF) i bezśladowe (UKF), algorytmy filtracji cząsteczkowej (PF) i algorytmy wygładzania. GNSS SatPos PR, RR h(*) KF Zintegrowany system nawigacyjny o dokładności rzędu pojedynczych cm jest obecnie opracowywany w ramach projektu systemu SAR na mini BSP. SINS initialization (alignment) k-n k-n+1 1 ms k-n+2... SINS recalculation k-1 k n n p, v, C b k N p, v, C b k N 1 n n p, v, C b k 1 p, v, C b k t v k N, v, k N 1 INS data from buffer k v,

14 Cechy radaru szumowego: sygnał trudny do wykrycia niewielki wpływ zakłócający pracę innych urządzeń możliwość detekcji obiektów w zadanym przedziale odległości eliminacja silnych ech od powierzchni Ziemi i detekcja na jej tle obiektów o niewielkiej skutecznej powierzchni odbicia Radar szumowy Demonstrator radaru szumowego Obszary zastosowań: systemy antykolizyjne BSP detekcja obiektów niskolecących z BSP ochrona obiektów wykrywania ruchu rozpoznawanie obiektów niedostępnych penetracja obiektów ukrytych w płytkich warstwach ziemi wykrywanie żywych istot w obszarach niedostępnych i zakrytych Nadajnik i odbiornik radaru szumowego

15 Radar szumowy Aplikacja detekcja osób za przeszkodami

16 Systemy rozpoznania radioelektronicznego Zautomatyzowane urządzenie rozpoznania radioelektronicznego ASYR (lata 80) Szerokopasmowe zespoły mikrofalowe dla urządzeń walki elektronicznej (lata 80) Szerokopasmowy odbiornik mikrofalowy MIZAR (lata 90) Mobilna stacja rozpoznania radioelektronicznego MUR 20 (lata 90)

17 Systemy rozpoznania radioelektronicznego Mobilna lekka stacja rozpoznania radioelektronicznego MSR (lata 90) System rozpoznania elektronicznego p.k. GUNICA (I dekada XXI wieku) PROCJON - śmigłowce rozpoznania radioelektronicznego COMINT, ELINT (XX/XXI wiek) ITK (ISŁ) i IRE (IR) PZL Świdnik S.A. Nagroda Defender i Grand Prix MSPO Kielce 2009

18 System pasywnego monitorowania chronionych stref specjalnych, lotnisk, portów i przejść granicznych ( )

19 Wnioski 1. Doświadczenia, obserwacje, kontakty z uczelniami, instytutami badawczymi i współpraca z przemysłem (m.in. z obecnymi członkami Konsorcjum BSP) wskazują, że w polskiej nauce drzemie znaczący potencjał, który może być wykorzystany w BSP. 2. Kluczem do uruchomienia tego potencjału są wspólne projekty realizowane z partnerami przemysłowymi. 3. Inwestowanie w te projekty przyczynia się do rozwoju potencjału zarówno naukowego, jak i przemysłowego. 4. Rozwiązania, które powstają w kraju są zwykle łatwiejsze w utrzymaniu i modyfikowaniu, a w długiej perspektywie często tańsze niż podobne systemy kupowane za granicą.

20 Dziękuję za uwagę!