Sterren kunnen drones helpen navigeren

Australische onderzoekers werken aan een alternatief voor GPS voor dronenavigatie met behulp van visuele data van sterren.

Een toename van GPS-verstoringen in oorlogvoering met drones heeft Australische onderzoekers geïnspireerd om een hemelnavigatiesysteem te ontwikkelen. Het gebruikt visuele data van sterren in plaats van te vertrouwen op het wereldwijde positioneringssysteem.

Specialistsen in remote sensing aan de University of South Australia (UNISA) in Adelaide hebben hemelnavigatie gecombineerd met op vision gebaseerde technologie om 's nachts een alternatieve manier van navigatie te bieden in omgevingen waar GPS niet beschikbaar of onbetrouwbaar is. Het project is onderdeel van UNISA's onderzoeks- en ontwikkelingsprogramma naar belangrijke dronetechnologieën voor defensie- en civiele toepassingen.

Licht en betaalbaar

Traditionele op sterren gebaseerde navigatiesystemen zijn vaak complex, zwaar en kostbaar. Het aan UNISA ontwikkelde systeem eenvoudiger, lichter en heeft het geen stabilisatiehardware nodig, waardoor het geschikt is voor kleinere drones. Volgens de onderzoekers kan het lichtgewicht, betaalbare hemelnavigatiesysteem worden geïntegreerd in standaard drones en biedt het een betrouwbare back-up met indrukwekkende nauwkeurigheid.

Dit type navigatie is ideaal voor operaties boven oceanen of in oorlogsgebieden waar verstoring van het GPS-signaal een risico vormt. Behalve voor de defensiesector zou het systeem ook nuttig kunnen zijn voor milieubewaking.

Visuele data

Het systeem is gebaseerd op een algoritme dat visuele data van sterren gebruikt en deze verwerkt via standaard automatische pilootsystemen. Testen op een drone met vaste vleugels toonden een nauwkeurige positionering binnen 4 km aan – een opmerkelijke prestatie gezien de eenvoud en kosten van het systeem.

Volgens de onderzoekers zijn drones bestand tegen storingen door te vertrouwen op passieve hemelse navigatie in plaats van radiofrequentiesignalen van het Global Navigation Satellite System (GNSS). De belangrijkste voordelen van de technologie zijn:

• niet-emissieve navigatie. Omdat het systeem passieve hemelse signalen gebruikt, zendt het geen signalen uit, waardoor het moeilijk te detecteren is.
• goedkoop en licht. Het systeem is gebouwd met commercieel verkrijgbare componenten en is aanzienlijk lichter en betaalbaarder dan traditionele hemelse navigatieapparatuur.
• robuust tegen GPS-storing. Door de noodzaak van GPS te omzeilen, biedt dit systeem een betrouwbaar alternatief voor drones die in omgevingen werken waar GPS niet beschikbaar is.

De technologie zou de operationele capaciteiten van onbemande luchtvaartuigen (UAV's) in veel sectoren kunnen verbeteren. Bijvoorbeeld bij milieubewaking op afgelegen locaties of langdurige bewakingsmissies waarbij GPS mogelijk niet beschikbaar of gecompromitteerd is, biedt deze technologie een waardevolle nieuwe mogelijkheid.

Navigatie aan de hand van de sterren is natuurlijk niets nieuws. Al in de oudheid werd deze kennis van generatie op generatie overgedragen. En militairen, vissers in ontwikkelingslanden en woestijnbewoners gebruiken het nog steeds. Het nieuwe zit hem in het gebruik van moderne technologie om de positie op aarde te bepalen. Maar dan moet het natuurlijk niet bewolkt zijn.

Foto: UNISA