Sijainnin määrittäminen on elintärkeää monissa sovelluksissa, joista yksi merkittävimmistä on navigointitarkkuus sotilastoiminnassa. Normaalioloissa GNSS-järjestelmän (Global Navigation Satellite System) erittäin tarkkaa paikkatietoa tarjoavat amerikkalainen GPS, eurooppalainen Galileo, venäläinen Glonass ja kiinalainen BeiDou. Palvelun saatavuus ei kuitenkaan ole taattu ja ilman omaa järjestelmää on muiden omistamien järjestelmien varassa.
Haasteita toimintaympäristössä navigointiin voivat aiheuttaa mm. erilaiset elektronisen sodankäynnin toimet, AA/AD -ympäristöt (Anti Access/Area Denial), tutkavalvonta, sekä GPS-signaalin heikkous ja häirintä sekä väärentäminen. Nämä haasteet korostuvat erityisesti matalilla lentokorkeuksilla toimittaessa. Sijainti määrittelee monella tavalla toimintamahdollisuuksia sekä vaikutuskykyjä. Tarkka ja luotettava sisäinen navigointijärjestelmä tuo etua operointiin, mutta auttaa vähentämään myös sivullisia uhreja, kun kohteen oikeellisuus voidaan tarkastaa muillakin keinoilla, kuin vertaamalla lat/long-tietoja. Sotilasoperaatioissa tarvitaan tarkka paikka vaikka paikkatietoa pyrittäisiin häiritsemään.
Oman ja omien joukkojen tarkan sijainnin määrittäminen on merkittävä apu toimien koordinoinnissa ja omien joukkojen yhteentörmäysten välttämisessä. Se auttaa myös keskittämään voimaa nopeasti pienelle alueelle, jolloin voidaan saavuttaa hetkellinen ylivoima taistelukentällä.
Kiinteäsiipiset hävittäjät tarvitsevat kiitoteitä tai sen omaisia maantieosuuksia. Osa hajautetun taistelutavan tarpeita on myös navigointikyvyn säilyttäminen, joka takaisi hävittäjäsaatavuuden myös huonoissa sääolosuhteissa maantietukikohdista, joissa ei ole navigointi-infraa eikä laskeutumisjärjestelmiä.
Uudenlaista navigointia ilman satelliitteja ja radionavigointilaitteistoja
Tuolloin GPS-signaalin todettiin olevan riittävä eikä Ruotsi ollut kiinnostunut ostamaan järjestelmää. Hankkeen kehitystä kuitenkin jatkettiin ja mukaan on tullut korkeusmittaus laserilla sekä korkean tarkkuuden 3D-maastotietokartat.
Keväällä 2021 esitelty Saabin vaihtoehtoisen navigoinnin järjestelmä yhdistää lentokoneen navigointijärjestelmään erilaisten algoritmien ja sensorifuusion avulla mm. 3D-maastotietokannan, odometrian sekä kuvantunnistuksen.
Paikkavirhettä voidaan poistaa topografian ja tutkan avulla mittaamalla tutkakorkeutta ja seuraamalla maastoa sekä vertaamalla tietoja Saabin TERNAV-algoritmien avulla maastotietokantaan. Ratkaisu soveltuu valoisan ja pimeän aikana toimimiseen, mutta tutkan käyttö aiheuttaa lähetteen, joka voidaan havaita. Tutkakorkeutta ei kuitenkaan mitata aktiivisesti vaan satunnainen lähete riittää oman paikan määrittämiseen eikä oma sijainti välttämättä paljastu. Passiivinen vaihtoehtoinen navigointikyky – paikkatietoa voidaan jakaa datalinkein
Passiivisista keinoista perinteisin on odometria, jossa verrataan suhteellista siirtymää pikselien seurannan avulla optisten sensoreiden keräämään kuvamateriaaliin. Toinen passiivisen vaihtoehtoisen navigoinnin osa-alue perustuu topografiaan lentokoneessa olevien elektro-optisten tai infrapunakameroiden näkemien kuvien vertaamiseen algoritmien avulla maastotietokantaan ja tarkkoihin 3D-maastotietokarttoihin.
Navigointitarkkuuden säilyessä GPS-härinnästä huolimatta voivat hävittäjät operoida normaalisti alueella, jossa GPS-häirintää tai signaalin väärentämistä esiintyy. Näin vastapuoli ei saa luotua taistelukentälle alueita, jossa hävittäjät eivät kykenisi toimimaan. Satelliittipohjaisten karttojen resoluutiotarkkuus on 0,5 metriä ja vaihtoehtoisen navigointijärjestelmän tarkkuudeksi Saab kertoo kolme metriä. Saab koelensi navigointijärjestelmää laajasti vuonna 2018 Gripen C/D -hävittäjällä, joka oli varustettu kamerasäiliöllä. Lennoilla kerättiin tietoa kameran ja 3D-mallin yhdistämisen toimivuudesta.
"Lopullinen ihmisen ja koneen välinen käyttöliittymä ei ole teknologisesti vielä valmista. Pyrimme olemaan kuormittamatta lentäjää eli tietoa ei esitetä tarkemmin ellei sitä itse valitse näkyviin. Lentäjälle esitetään ainoastaan navigointitarkkuus", kuvailee Jakobsson navigointijärjestelmän toimivuuden ilmenemistä lentäjälle. Kyseessä on täysin passiivinen navigointikyky, sillä aktiivisia sensoreita ei käytetä. Paikkatieto saadaan päivitettyä nopeallakin maastohavainnolla pilvien lomasta. Sääolosuhteiden vaikutus on Saabin mukaan vähäinen varajärjestelmän toimintaan eikä siihen ole ollut tarvetta käyttää esimerkiksi aktiivista lähetettä käyttävää pilven läpi näkevää SAR-tutkaa (Synthetic Aperture Radar). Näillä ratkaisuilla saadaan aikaan erittäin tarkka paikkatieto mantereen tai saariston yllä lennettäessä.
Toinen haasteellinen ympäristö on luminen talvi, joka muokkaa maisemaa. Lumi peittää alleen erilaiset muodot ja maisema pyöristyy. Elektro-optiset sensorit seuraavat maastoa kuitenkin niin laajalta alueelta ettei tämäkään ole Saabin mukaan ongelma. Optiset järjestelmät seuraavat aluetta niin laajalti ettei suurempikaan maastonmuokkaus kuten rakennetut talot tai metsän hakkaaminen ole sille ongelma.
Eri lentokorkeuksille on käytössä erilaisia algoritmeja. Nopeus toki vaikuttaa tarkkuuteen, mutta vielä nykyisin käytettävillä nopeusalueilla ei Saabin mukaan ole rajoituksia navigointikykyyn. Tietokoneet kehittyvät siirryttäessä kohti hypersoonisia nopeuksia, jotka ovat toteutumassa jo ohjuksissa. "En ole voinut lentää niin matalalla että TERNAV olisi pudonnut kartalta", totesi Jakobsson.
"Gripen E -hävittäjän perusnavigointijärjestelmä on erittäin tarkka ja navigointikyky ilman GNSS-ympäristöä on lisävaruste. Sitä ei tarvita täyttämään Suomen vaatimuksia navigointitarkkuudesta vaan kyseessä on siis lisätuote jota BAFO:ssa Suomelle tarjotaan", kertoi Jansson. Uusi järjestelmä on herättänyt Janssonin ja Jakobssonin mukaan kiinnostusta asiakaskunnassa. Tulokset ovat varmoja ja teknologia on niin valmis, että se voitiin ottaa mukana tarjoukseen. Operatiiviseen käyttöön järjestelmän arvioidaan tulevan 3-5 vuodessa. Järjestelmä on myös jälkiasennettava, sillä se hyödyntää olemassaolevaa lentokoneinfraa. TARNAV ja odometria ovat ohjelmistoja, joiden lisääminen on helppoa. "Ennen tällaista ei tarvittu kun rakastettiin GPS-signaalia, joka korjaa inertian virheet. Nyt on kuitenkin herätty tarpeeseen", päätti Jakobsson. Tulevia sovelluksia ovat myös tarkat lähestymismenetelmät koneen omaa navigointijärjestelmää käyttäen mittarilento-olosuhteissa aina huonon näkyvyyden olosuhteissa toteutettaviin automaattisiin laskeutumisiin saakka. Siis ilman maalaitteita jopa maantietukikohtaan. MH Lue myös aikaisempi uutisemme Saabin kevällä 2021 esittelemästä Suomelle tarjottavasta suorityskyvystä eli vaihtoehtoisesta navigointijärjestelmästä:
|
|||