Globalne systemy nawigacji satelitarnej (ang. GNSS- Global Navigation Satellite Systems), a w szczególności północnoamerykański system GPS, w przeciągu ostatnich lat znacznie potaniały i dostępne są dzisiaj zarówno w telefonach komórkowych jak i kamerach czy samochodach. Branża TETRY również korzysta z dobrodziejstw systemu GPS.

Dalszy rozwój usług i aplikacji opartych na lokalizowaniu podmiotów coraz bardziej zmniejsza bariery na naszej planecie.

Usługi GPS bardzo dobrze przyjęły się w sektorze telefonii komórkowej i w dalszym ciągu wykazują średni roczny wzrost popularności na poziomie 50%, w przypadku środowisk korzystających z systemów TETRA również można zaobserwować stabilny trend wzrostowy. Obecnie prawie wszystkie nowe radiotelefony TETRA posiadają opcję doposażenia w odbiornik GPS.  I choć obecnie nie ma uniwersalnego rozwiązania lokalizacyjnego w sieciach TETRA, szczególnie przy zastosowaniu dostępnych dzisiaj narzędzi to pojawiające się nowe technologie, takie jak RFID, Bluetooth, eLORAN, Wi-Fi czy UWB mogą wesprzeć GPS lub nawet całkowicie go zastąpić w niektórych sytuacjach.

Więcej satelitów

W najbliższych latach ruch na orbicie zwiększy się, ponieważ będą uruchamiane nowe systemy satelitarne, a obecnie istniejące będą rozbudowywane. Po licznych opóźnieniach oraz problemach natury finansowej i politycznej, europejski system lokalizacyjny Galileo, mogący w pierwszej fazie mieć pewne problemy z zasięgiem spowodowane małą początkową ilością satelitów, ma szansę na powstanie w okolicach roku 2015. Oferować on będzie zarówno darmowe usługi jak i komercyjne. Dokładność pomiaru będzie mieściła się w skali od jednego metra do nawet kilkunastu centymetrów. Przy okazji udostępniona będzie usługa uproszczonej komunikacji tekstowej, obecna w niektórych terminalach, która pozwoli poinformować na przykład o wysłaniu wsparcia.

W tym samym czasie Rosjanie rozwijają swój system GLONASS, który w przeciągu najbliższych dwóch lat zwiększy swój zasięg tak, że wykroczy on poza granice kraju, kiedy tylko kolejne satelity zostaną umieszczone na orbicie. Udostępnienie usług opóźnia się, ale kompatybilność z technologią GPS oznacza możliwość stworzenia dwu-trybowych układów scalonych obsługujących oba systemy i zwiększających przez to precyzję pomiaru, zwłaszcza na półkuli północnej i w „miejskich  kanionach”.

...i więcej GNSS-ów

Tymczasem pojawiają się na świecie kolejne z rzędu systemy GNSS, zarówno lokalne jak i globalne, w krajach takich jak Indie (IRNSS), Chiny (BeiDou) czy Japonia (QZSS).

Chris Muir, dyrektor ds. handlowych w firmie Sarantel specjalizującej się w produkcji anten GPS, oświadczył, że istnieje pewna seria problemów z wydajnością modułów GPS, również w systemach TETRA. „O ile GPS okazał się wielkim sukcesem na rynku masowym, wiele jego wdrożeń niewystarczająco wykorzystuje drzemiący w nim potencjał, a to z kolei obniża poziom oczekiwań klientów na rynku. Istnieje cała gama problemów natury technicznej (np. tłumiący wpływ ciała ludzkiego na mikrofale), które muszą być brane pod uwagę jeśli funkcja GPS ma działać prawidłowo. Na chwilę obecną jedynie kilka radiotelefonów TETRA w pełni wykorzystuje możliwości GPS”.

Znajomość słabych punktów systemów GNSS otwiera pole do popisu ciekawej innowacyjności. Zwrócono na przykład niedawno uwagę na potencjał systemu LORAN. Systemu powstałego w czasie drugiej wojny światowej i wykorzystującego naziemne radiolatarnie pracujące na niskich częstotliwościach. Mimo, że Stany Zjednoczone wyłączyły niedawno swój system LORAN w ramach oszczędności, rosnące zainteresowanie bezpieczeństwem publicznym i świadomość niedoskonałości GPS, połączone z innowacyjnością innych państw, takich jak Wielka Brytania, sprawiły, że ulepszony LORAN (Enhanced LORAN - eLoran) może stać się praktyczną i uzupełniającą technologią dla systemu GPS.

Zmodernizować LORAN

Brytyjska firma Roke Manor Research rozwinęła miniaturowy moduł obsługujący eLORAN noszący nazwę MILOR (po prawej stronie). Posiada on dodatkowo funkcje GPS i GSM, a także czujniki MEMS oferujące wsparcie nawigacyjne oparte na bezwładności.

Simon Atkinson, dyrektor sektora biznesowego w Roke, opowiada: „O ile GPS jest lepszy od starszego systemu nawigacyjnego LORAN-C, jest on mało odporny na zakłócenia, a trzeba wiedzieć, że przypadki celowego lub nieumyślnego zakłócania transmisji GPS są coraz częstsze. eLORAN jest komplementarny dla technologii GPS, jego sygnał dużej mocy pozwala na zachowanie odbioru nawet w miejscach, w których GPS nie dociera (budynki, tunele, tereny leśne) lub jest tłumiony przez warunki atmosferyczne. Udało nam się zebrać kilka technologii nawigacyjnych w jednym małym urządzeniu, a biorąc pod uwagę fakt, że rządy powoli zaczynają sobie zdawać sprawę z tego, że nie warto opierać się tylko na jednej technologii nawigacji o znaczeniu krytycznym, możemy niebawem spodziewać się równoczesnego korzystania z eLORAN i GPS”.

Pod przykryciem

Przejdźmy teraz z kontekstu makro do kontekstu mikro. Pojawia się coraz więcej technologii pozwalających na zdalne lokalizowanie użytkowników wewnątrz budynków. Jest to szczególnie ważne dla funkcji Odizolowany Pracownik dostępnej w sieciach TETRA zainstalowanych w takich miejscach jak zakłady karne czy duże obiekty przemysłowe.

Po raz kolejny można zacytować listę dostępnych rozwiązań technicznych, mniej lub bardziej dojrzałych. Firma Zonith, specjalizująca się w zdalnym lokalizowaniu, ma w swojej ofercie gamę systemów opartych na technologii Bluetooth.

Eoin Foy, kierownik ds. sprzedaży międzynarodowej, wyjaśnia: „Istnieje wiele sytuacji kiedy konieczna jest możliwość lokalizowania użytkowników wewnątrz budynków. Dotyczy to na przykład odizolowanych pracowników wykonywających swoje obowiązki w niebezpiecznych środowiskach. W zależności od potrzeb, Bluetooth pozwala określić ogólną strefę pobytu lub nawet konkretny punkt.

Największym problemem jest określenie w jaki sposób najlepiej wykorzystać zdobyte informacje i w jaki sposób połączyć je z innymi aplikacjami aby uzyskać jak największą wartość dodaną. Ostatnio współpracowaliśmy z firmą Dong Energy, największą duńską elektrownią. Chcieli oni poprawić bezpieczeństwo swoich pracowników. Wprowadziliśmy nie tylko standardowy sposób obsługi funkcji Odizolowanego Pracownika (konieczność wciskania guzika co 10 minut i alarm w przypadku niespełnienia tego warunku), ale dorzuciliśmy też nowe funkcje zwiększające bezpieczeństwo. Do innowacji zalicza się bezpośrednie wysyłanie alarmów na radiotelefony pracowników w zależności od ich pozycji i statusu, alarmy pojawiające się po przekroczeniu pewnej określonej strefy, otwieranie odpowiednich drzwi w sytuacjach kryzysowych i automatyczne wyłączanie funkcji Odizolowanego Pracownika w strefach zdefiniowanych jako bezpieczne (np. sale kontrolne)”.

Znakowanie RFID

Istnieją też sytuacje, kiedy nie trzeba znać dokładnej pozycji każdego pracownika. W tym kontekście można wykorzystać technologię RFID pozwalającą na automatyczne kontrolowanie osób w niebezpiecznych strefach.

Zonith, wraz z australijskim specjalistą od spraw bezprzewodowego śledzenia, firmą Identec Solutions, niedawno uruchomiły taki system na placu budowy tunelu drogowego w Sztokholmie. Komunikacja w tym miejscu odbywa się w sieci TETRA, natomiast śledzenie pracowników i kontrolowanie uprawnień dostępu oparte jest na RFID, i to nie tylko na placu budowy ale też w autobusach. W przypadku ewakuacji, system namierza pracowników i informuje odpowiednie służby ratownicze jeśli ktoś nie wydostał się na czas.

Steve Northcott z firmy Motorola podkreśla rolę, jaką odgrywa właściwe wykorzystanie RFID: „Bardzo często wystarczy jedynie wiedzieć o obecności danej osoby w danym pomieszczeniu, bez podawania dokładniejszej pozycji. Zastosowanie technologii Bluetooth może czasami być problematyczne, kiedy to na przykład pracownik znajduje się w zasięgu, ale już za ścianą a nie w pokazywanym pomieszczeniu. Dlatego dobre planowanie takich systemów jest konieczne.

W miejscach, takich jak lotniska, można także korzystać z systemów rozpoznawania twarzy do lokalizowania określonych pracowników. Ponadto stosuje się także systemy WLAN w niektórych szpitalach psychiatrycznych, gdzie zapewniają one bezpieczeństwo odizolowanym pracownikom i umożliwiają wszczęcie alarmu w przypadku napadu”.

Nowe alternatywy

Na horyzoncie możemy zauważyć eksperymentalne projekty oparte na technologiach UWB lub INS. Ich celem jest poprawa bezpieczeństwa takich użytkowników jak na przykład strażacy. Sporo pracy w tej dziedzinie zostało wykonane na brytyjskim uniwersytecie w Bristolu, w ramach projektu ViewNet. Brały w nim udział takie firmy jak Thales, Sepura czy Toshiba. Celem było stworzenie narzędzia wizualnego pozwalającego ratownikom na wygenerowanie dokładnej mapy miejsca incydentu wraz z rozmieszczeniem pracowników. W tym celu połączono ze sobą technologie UWB, GPS, INS i dodano czujniki wysokości.

Niedawno temu firma Cassidian przeprowadziła we Francji podobne eksperymenty z połączonymi technologiami. Współpracowała przy tym z firmami 3D Plus, CEA-Leti i ze służbami z regionu Rhone.

Hervé Mokrani, dyrektor sekcji badawczej firmy Cassidian, opowiada: „Przeprowadziliśmy eksperymenty w sytuacjach, z którymi stykają się strażacy na całym świecie. Mowa o pożarach parkingów podziemnych, szczególnie tych małych i prywatnych w budynkach mieszkalnych gdzie dostęp do danych architektonicznych jest utrudniony. W chwili obecnej strażacy przeżywają istny koszmar. Muszą przechodzić przez ścianę gęstego dymu, bez widoczności, przy wysokich temperaturach, odpadających elementach betonowych i często wodzie wydobywającej się z popękanych rur. W dodatku muszą oni bardzo szybko zgasić pożar żeby wyeliminować ryzyko szkód w strukturze fundamentów budynku. Tradycyjne metody przeszukiwania są trudne i niebezpieczne. Często grupa strażaków przemieszcza się po omacku przy ścianach w poszukiwaniu źródła ognia. Wierzymy, że nasze nowe rozwiązanie noszące nazwę Demoloc może pomóc”.

Komplementarne technologie

Rozwiązanie proponowane przez Cassidian i partnerów opiera się na systemie lokalizacyjnym wykorzystującym UWB w połączeniu z czujnikami ruchu. Jest to anonimowy, automatycznie uczący się system oparty na trzech nadajnikach UWB rozmieszczonych w terenie i jednym noszonym przez naprowadzającego strażaka. Pozycja jest przekazywana do ośrodka dowodzenia gdzie w połączeniu z innymi informacjami daje konkretną informację na ekranie. W dodatku czujniki MEMS zamontowane w mundurach ratowników informują o wysokości na jakiej się oni znajdują oraz o pozycji ich ciała. Dzięki temu wiadomo czy stoją, siedzą, klęczą czy leżą. Pozwala to na szybką pomoc ratownikom znajdującym się w niebezpieczeństwie.

Firma Cassidian wraz z partnerami prowadzi dalsze badania w tej dziedzinie w ramach europejskiego programu Sinetra Euripedes, który ma na celu budowanie zintegrowanych systemów w różnych sektorach przemysłowych. Projekt ten zakłada wykorzystywanie technologii TEDS do przesyłania pozycji pracowników wewnątrz budynków przy użyciu akcelerometru i żyroskopu opartego na czujnikach MEMS a także informacji o temperaturze i rytmie serca.

Lista narzędzi lokalizujących użytkowników sieci TETRA wewnątrz i na zewnątrz stale rośnie. W wielu przypadkach nie wymagają one szerokopasmowego łącza. Ważną rolę odgrywa prawidłowa integracja tych danych z aplikacjami aby umożliwić właściwe zarządzanie i ochronę personelu.

Źródło: TETRA TODAY

Czytaj również:

Astrid w Belgii z platformą lokalizacyjną

Cassidian prezentuje unikalny system pozycjonowania wewnątrz budynków