Fornitori: Navigazione in assenza di segnale GPS

Advanced Navigation

Sistemi avanzati di navigazione inerziale (INS) per una navigazione affidabile in ambienti operativi difficili

ANELLO Photonics

Soluzioni inerziali all'avanguardia per la navigazione e il posizionamento ad alta precisione in ambienti privi di copertura GPS

Inertial Labs, a VIAVI Solutions Company

Soluzioni tattiche IMU, GPS/INS e di orientamento delle armi

Ground Control

Comunicazioni satellitari affidabili, resilienti e sicure e soluzioni PNT garantite per applicazioni mission-critical

UAV Navigation-Grupo Oesía

Tecnologie all'avanguardia per il controllo di volo e la navigazione senza GNSS per piattaforme UAV militari e governative

EMCORE Corporation

Sensori inerziali e sistemi di navigazione in fibra ottica, giroscopi laser ad anello e MEMS ad alte prestazioni

Silicon Sensing

Sensori inerziali MEMS, giroscopi e accelerometri per guida inerziale, controllo e stabilizzazione

Septentrio

Soluzioni PNT garantite per applicazioni militari, di difesa e governative mission-critical

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Soluzioni di navigazione e posizionamento in assenza di GNSS/GPS

Olivia Hannam

Aggiornato:

La navigazione senza GPS/GNSS consente ai veicoli militari e alle piattaforme autonome di determinare la propria posizione e i propri spostamenti in ambienti in cui i sistemi globali di navigazione satellitare non sono disponibili, soggetta a interferenze o a spoofing.

Tali ambienti sono sempre più comuni nelle moderne zone di combattimento, specialmente laddove gli avversari ricorrono a misure di guerra elettronica.

In assenza di segnali satellitari affidabili, i sistemi senza pilota richiedono soluzioni alternative che combinino misurazione inerziale, rilevamento ambientale, mappatura e stima algoritmica. Queste soluzioni sono spesso adattate al dominio operativo – terra, aria, mare o sottosuolo – e ottimizzate in termini di resilienza, precisione e reattività in tempo reale.

Navigazione dei droni di Honeywell

HGuide o480 inerziale/GNSS per la navigazione dei droni di Honeywell.

Principali applicazioni in assenza di GNSS

Le funzionalità in assenza di GNSS sono fondamentali in molteplici tipi di missione. I seguenti ambiti rappresentano le principali applicazioni di difesa per queste tecnologie:

Veicoli aerei senza pilota in spazi aerei contesi

Gli UAS (sistemi aerei senza pilota) militari vengono spesso impiegati in zone di anti-accesso/negazione dell’area (A2/AD) dove sono previsti spoofing e jamming del GNSS. In queste missioni, gli UAV si affidano a sistemi di navigazione inerziale, navigazione con riferimento al terreno, odometria visiva e SLAM per mantenere il controllo di volo, eseguire il puntamento di precisione o condurre attività ISR senza il supporto satellitare.

Le applicazioni includono la ricognizione a lunga autonomia, la mappatura tattica, munizioni vaganti e il coordinamento di sciami di droni, tutte attività che richiedono una resilienza di navigazione indipendente.

Robotica terrestre per operazioni urbane e sotterranee

I canyon urbani possono causare distorsioni multipath o una perdita completa del segnale. In questi contesti, i veicoli terrestri senza pilota (UGV) utilizzano IMU di livello tattico, sensori LIDAR, radar e algoritmi SLAM per supportare:

Queste piattaforme devono essere in grado di operare in corridoi, sottopassaggi, scantinati o ambienti infrastrutturali confinati in cui il segnale GPS è assente.

Ricognizione sotterranea e in galleria

Vengono impiegati sistemi senza pilota specializzati per l’esplorazione sotterranea in aree non accessibili, quali reti di gallerie, complessi di grotte o strutture militari fortificate. Questi veicoli devono navigare senza accesso al GNSS e sono dotati di pacchetti di sensori per la mappatura, la localizzazione e l’analisi strutturale.

Sono utilizzati per:

  • Rilevamento di tunnel di confine
  • Mappatura di strutture sotterranee ostili
  • Risposta alle catastrofi in infrastrutture crollate

I segnali GNSS non penetrano nell’acqua, rendendo tutte le operazioni subacquee intrinsecamente prive di copertura GPS. I veicoli subacquei senza equipaggio (UUV) utilizzano log di velocità Doppler (DVL), sensori inerziali, mappe batimetriche e radiofari acustici per la navigazione.

Le applicazioni includono:

  • Contromisure antimine
  • Sorveglianza portuale e costiera
  • Monitoraggio delle infrastrutture del fondale marino
  • Operazioni ISR segrete

Operazioni tattiche e navigazione dei soldati appiedati

Gli strumenti di navigazione portatili o indossabili sono essenziali per le truppe che operano in zone di guerra elettronica o in ambienti con segnale GNSS degradato. Questi strumenti utilizzano la navigazione a stima, magnetometri e dati del terreno per guidare gli operatori in modo silenzioso e preciso.

Tali sistemi sono progettati per:

  • Forze di operazioni speciali in aree negate
  • Percorsi di ingresso/uscita segreti
  • Navigazione silenziosa dal punto di vista delle radiofrequenze


Unità di misura inerziale di Inertial Labs

Unità di misura inerziale MEMS, IMU-H100, per la navigazione di droni, sottomarini e veicoli autonomi, di Inertial Labs.

Logistica autonoma e rifornimento

I veicoli logistici senza pilota supportano il sostegno delle missioni in regioni con copertura GNSS limitata. Le piattaforme di rifornimento terrestri o aeree utilizzano percorsi precaricati, rilevamento degli ostacoli e algoritmi di tracciamento del terreno per completare le consegne in ambienti ostili.

I casi d’uso più comuni includono:

  • Consegna autonoma di merci alle unità in prima linea
  • Lanci di forniture mediche in zone di guerra elettronica
  • Missioni logistiche a basso profilo in spazi aerei negati
  • Tecnologie di navigazione a supporto delle operazioni in assenza di GNSS

I sistemi in assenza di GNSS integrano diverse modalità di sensori e metodi computazionali per ottenere una navigazione accurata. Le tecnologie principali includono:

  • Sistemi di navigazione inerziale (INS): giroscopi e accelerometri per la navigazione a stima
  • Magnetometri: strumenti di orientamento simili a bussole resistenti alla perdita del segnale satellitare
  • Odometria visiva: tracciamento del movimento tramite analisi ottica delle immagini, compreso l’uso di sensori di flusso ottico per la stima del movimento a livello di pixel
  • Sensori LIDAR e Radar: scansione ambientale per il posizionamento relativo al terreno
  • Navigazione acustica: utilizzata in ambienti subacquei con sonar o DVL
  • Algoritmi SLAM: mappatura e localizzazione in tempo reale
  • Moduli di temporizzazione: OCXO o orologi atomici su chip per la sincronizzazione temporale
  • Framework di fusione dei sensori: combinazione di più fonti di dati per una localizzazione accurata

Tipi di sistemi senza GNSS/GPS

Le funzionalità in assenza di GNSS variano a seconda della missione e della piattaforma. I principali tipi di sistemi includono:

  • Moduli di navigazione per UAV: per droni da attacco e ISR in spazi aerei contesi
  • Sistemi SLAM per UGV: progettati per piattaforme terrestri robotizzate su terreni complessi
  • Suite di navigazione subacquea: su misura per UUV per operazioni completamente sommerse
  • Kit di navigazione indossabili: strumenti compatti per truppe appiedate
  • Sistemi di coordinamento di sciami: logica di navigazione interna per operazioni autonome multi-agente

Standard industriali e specifiche di difesa

I sistemi di navigazione senza GNSS devono soddisfare rigorosi standard di difesa per garantire prestazioni e interoperabilità. Gli standard comunemente applicati includono:

  • MIL-STD-810: Standard di test ambientali per vibrazioni, temperatura e urti
  • MIL-STD-1553 / 1760: protocolli di comunicazione per interfacce avioniche e di armamento
  • MIL-STD-461: Requisiti di compatibilità elettromagnetica (EMC)
  • STANAG 4586: Standard NATO per l’interoperabilità degli UAV
  • DO-178C / DO-254: Applicabili a software e hardware certificati per il settore aerospaziale

Questi standard garantiscono l’affidabilità in ambienti operativi estremi e consentono l’integrazione con le strutture di comando e controllo esistenti.

Confronto con i sistemi tradizionali basati su GNSS

I sistemi di navigazione tradizionali fanno ampio ricorso a costellazioni GNSS quali GPS, GLONASS, Galileo e BeiDou. Sebbene efficaci in ambienti aperti e stabili, questi sistemi sono vulnerabili a:


  • Disturbo o spoofing del segnale

  • Distorsione multipath in ambito urbano

  • Indisponibilità in ambienti sotterranei o subacquei
  • Esposizione tattica dovuta alle emissioni RF

I sistemi con copertura GNSS limitata mitigano queste vulnerabilità attraverso il rilevamento interno, l’acquisizione passiva dei dati e la localizzazione basata sul terreno, offrendo resilienza e indipendenza dall’infrastruttura spaziale.

Importanza strategica della navigazione con copertura GNSS limitata

Man mano che le forze militari diventano sempre più dipendenti da sistemi autonomi e semi-autonomi, la capacità di operare in condizioni di negazione del GNSS è essenziale per garantire il successo delle missioni. Le minacce ostili alle infrastrutture satellitari e le crescenti capacità di guerra elettronica evidenziano la necessità strategica di sistemi di navigazione resilienti, modulari e indipendenti dal segnale.

Le soluzioni in condizioni di negazione del GNSS supportano la flessibilità operativa, migliorano la sopravvivenza e garantiscono la continuità delle missioni in tutti i domini: terra, aria, mare e sottosuolo.