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Soluzioni di navigazione e posizionamento in assenza di GNSS/GPS

Categoria Presentata da ANELLO Photonics

Scoprite i fornitori e i produttori di tecnologie di navigazione in assenza di GPS/GNSS che mantengono operative le piattaforme militari anche quando i segnali satellitari sono compromessi. Queste soluzioni forniscono un posizionamento e un controllo affidabili per i sistemi senza pilota che operano in ambienti contesi, sotterranei, urbani e subacquei.

Leggi il Panoramica tecnologica

Fornitori: Navigazione in assenza di segnale GPS

Advanced Navigation
Advanced Navigation

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

ANELLO Photonics
ANELLO Photonics

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

Honeywell Aerospace
Honeywell Aerospace

Soluzioni avanzate per la modernizzazione della difesa: propulsione, sensori, comunicazione e sistemi di realtà aumentata

Inertial Labs, a VIAVI Solutions Company
Inertial Labs, a VIAVI Solutions Company

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

Psionic
Psionic

Soluzioni di navigazione resilienti, con e senza equipaggio, per ambienti privi di copertura GNSS

Ground Control
Ground Control

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

UAV Navigation-Grupo Oesía
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
EMCORE Corporation

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

Silicon Sensing
Silicon Sensing

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

Septentrio
Septentrio

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

UAV Propulsion Tech
UAV Propulsion Tech

Tecnologie UAV all'avanguardia per primari della difesa, OEM di droni e integratori di sistemi

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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.