GNSS RTK do rozminowywania terytoriów

Problem rozminowania terenów stanowi kluczowy aspekt współczesnego bezpieczeństwa. W różnych częściach świata pozostają niebezpieczne miny oraz bomby z okresu konfliktów zbrojnych, zagrażając ludności cywilnej i utrudniając rozwój infrastruktury. Te niezapowiedziane zagrożenia mogą prowadzić do utraty życia, uszkodzeń mienia oraz długotrwałych strat ekonomicznych. Po inwazji Rosji na Ukrainę, do połowy października 2023 roku szacuje się, że na Ukrainie potencjalnie zaminowano 30% terytorium – 174 tysiące km². Dla porównania, ten obszar stanowi trzykrotność powierzchni Chorwacji.

Zastosowanie nowoczesnych technologii, takich jak GNSS RTK, jest obiecującą metodą precyzyjnej lokalizacji i unieszkodliwiania niebezpiecznych obiektów. Na chwilę obecną proces rozminowywania nie obejmuje koncepcji „zbudowania trasy w drodze do…”, lecz koncentruje się wyłącznie na konkretnych obiektach. W szczególności oznacza to identyfikację punktów na mapie. W praktyce saperzy identyfikują potencjalnie niebezpieczne obiekty, a następnie wprowadzają ich współrzędne do systemu mapującego. Niestety przy takim podejściu możliwy jest błąd lokalizacji do 30 metrów, a nawet więcej.

Dlatego do skutecznego i bezpiecznego rozminowywania niezbędny jest wysokiej jakości wykrywacz metali kompatybilny z RTK. Pozwoli to nie tylko dokładnie określić lokalizację potencjalnie niebezpiecznego obiektu, ale także zarejestrować i wytyczyć trasę, jaką specjalista dotarł do konkretnego punktu, w jaki sposób poruszał się po terenie i jak je opuszczał. RTK powinien stać się niezbędnym elementem w realizacji zadań rozminowywania. Szczególnie dotyczy to zespołów inżynierskich, które dokładnie badają tereny, biorąc pod uwagę każdy centymetr.

W tym artykule omówimy, w jaki sposób technologia RTK przyczynia się do skutecznego rozwiązania problemu minowania oraz zapewnienia bezpieczeństwa społeczeństwu, oraz jaką rolę odgrywa firma Geometer International LLC w tym procesie.

Rola technologii GNSS RTK w procesie rozminowania obszarów

Dzięki wysokiej dokładności i niezawodności, technologia GNSS RTK odgrywa kluczową rolę w procesie rozminowania terenów. Globalne systemy nawigacji satelitarnej (GNSS) pozwalają określać współrzędne obiektów, a zastosowanie technologii RTK umożliwia to z dużą dokładnością, co jest szczególnie istotne przy wykrywaniu i usuwaniu min oraz amunicji. Systemy RTK (Real-Time Kinematic) dodają jeszcze większej precyzji, zapewniając praktycznie natychmiastową korektę danych i umożliwiając pracę z obiektami z dokładnością do centymetra. To znacząco poprawia bezpieczeństwo operacji rozminowania, minimalizując ryzyko dla specjalistów i zapewniając dokładne zlokalizowanie niebezpiecznych obiektów. W ten sposób technologia GNSS RTK staje się niezastąpionym narzędziem w wysiłkach mających na celu oczyszczenie terenów z materiałów wybuchowych i zapewnienie bezpieczeństwa ludności.

Co to jest GNSS i RTK?

Globalne Systemy Nawigacji Satelitarnej (GNSS) to sieć sztucznych satelitów krążących wokół Ziemi oraz stacji naziemnych, które zapewniają stałe przekazywanie sygnałów. Te sygnały pozwalają odbiornikowi określać swoje współrzędne w czasie rzeczywistym, opierając się na czasie potrzebnym na przebycie sygnału od satelity do odbiornika.

Systemy Kinematyki Real-Time (RTK - Real-Time Kinematic) to rozwinięcie GNSS. Pozwalają one podnieść precyzję pozycjonowania do centymetra, wykorzystując dodatkowe stacje naziemne, które korygują dane pochodzące od satelitów. Metoda RTK zapewnia wysoki poziom dokładności w czasie rzeczywistym, co czyni tę technologię bardzo skuteczną w zastosowaniach, gdzie wymagana jest wysoka precyzja pozycjonowania.

Obie te technologie, GNSS i RTK, tworzą potężne narzędzie do precyzyjnego geoprzypisywania obiektów na ziemi. Znajdują one zastosowanie w wielu dziedzinach, począwszy od geodezji i budownictwa, aż po rolnictwo i rozminowywanie obszarów. W kontekście rozminowywania, wysoka dokładność i natychmiastowa korekcja danych dostarczanych przez GNSS RTK odgrywają kluczową rolę w zapewnianiu bezpieczeństwa i efektywności operacji wykrywania i unieszkodliwiania materiałów wybuchowych.

Zasada działania GNSS RTK

Zasada działania GNSS RTK opiera się na wykorzystaniu dwóch typów odbiorników: Bazowego (Stacja Bazowa) i Ruchomego (Rover).

Stacja Bazowa GNSS:

Stacja Bazowa to odbiornik GNSS, który jest umieszczony na znanej pozycji geograficznej i zazwyczaj jest połączony z punktem stałym, zwanych stacją referencyjną. Stacja Bazowa śledzi sygnały pochodzące od satelitów i rejestruje czas przyjścia sygnałów od wielu satelitów. Aby uzyskać dokładność pozycjonowania na poziomie centymetra, można wykorzystać własną stację bazową lub wynająć korekty GNSS od dostawcy sieci referencyjnych stacji RTK. Firma Geometer International jest ukraińskim producentem i dostawcą Stacji Bazowych GNSS oraz dostawcą korekt satelitarnych od sieci Stacji Bazowych.

Ruchomy odbiornik GNSS RTK (Rover RTK):

Rover RTK jest umieszczany na środku transportu i jest samodzielnym urządzeniem, którego współrzędne trzeba ustalić. Również śledzi sygnały od satelitów, ale dodatkowo utrzymuje łączność z Stacją Bazową GNSS.

Zasada działania GNSS RTK polega na mierzeniu różnicy czasu między sygnałami otrzymanymi od Stacji Bazowej i Rovera RTK od tych samych satelitów. Te różnice pozwalają skorygować pozycjonowanie odbiornika Rowera w czasie.

Połączenie między Stacją Bazową a odbiornikiem Rowerowym może być realizowane różnymi metodami: przez łączność radiową, internet, sieć komórkową lub Wi-Fi, oraz inne środki transmisji danych. Stacja Bazowa przekazuje dane korekcyjne odbiornikowi Rowerowemu, który wykorzystuje te dane do poprawy dokładności swojego pozycjonowania.

W ten sposób zasada działania GNSS RTK polega na bieżącej korekcji współrzędnych ruchomego odbiornika za pomocą danych otrzymywanych od odbiornika bazowego, co zapewnia wysoką dokładność pozycjonowania na poziomie centymetra. Jest to szczególnie istotne w zastosowaniach wymagających wysokiej precyzji, takich jak rozminowywanie obszarów.

Zastosowanie GNSS RTK do rozminowywania terytoriów

Technologia GNSS RTK odgrywa kluczową rolę w wysiłkach mających na celu oczyszczenie niebezpiecznych obszarów. Jej wysoka precyzja i niezawodność umożliwia ekspertom skuteczne i bezpieczne wykrywanie oraz neutralizację obiektów wojskowych, min i materiałów wybuchowych. Oto kilka kluczowych obszarów, w których technologia GNSS RTK sprawdza się doskonale:

• Precyzyjna Lokalizacja Materiałów Wybuchowych.
  Technologia GNSS RTK zapewnia praktycznie natychmiastowe i niezwykle precyzyjne pozycjonowanie. Pozwala to na dokładne określenie lokalizacji min i materiałów wybuchowych, ułatwiając proces ich wykrywania i neutralizacji.

• Tworzenie Precyzyjnych Map Pola Minowego.
  Połączenie technologii GNSS RTK z oprogramowaniem kartograficznym, takim jak "geometer SCOUT", "SurPad 4.2" lub innymi, umożliwia tworzenie szczegółowych map uwzględniających rozmieszczenie materiałów wybuchowych. Użycie platformy chmurowej "MAPIOS" umożliwia automatyczną synchronizację pomiarów i zapisów kartograficznych między kolegami pracującymi nad rozminowaniem. Te utworzone mapy stanowią kluczowe narzędzie do planowania i bezpiecznego przeprowadzania operacji rozminowywania.

• Monitorowanie i Dokumentowanie Procesu.
  GNSS RTK umożliwia śledzenie w czasie rzeczywistym ruchu specjalistów i pojazdów na obszarach, na których prowadzone są prace rozminowujące. Pomaga to w monitorowaniu bezpieczeństwa operacji i dokonywaniu niezbędnych korekt w razie potrzeby. Do monitorowania obiektów mobilnych wykorzystuje się wysokoprecyzyjne lokalizatory online oraz odbiorniki GNSS z obsługą RTK. Osiągnięcie dokładności pozycjonowania na poziomie centymetrów w wyznaczaniu położenia sprzętu mobilnego na polach minowych, gdzie charakterystyczne punkty orientacyjne mogą być nieobecne, ma kluczowe znaczenie w procesie rozminowywania.

• Poprawa Koordynacji Służb Ratunkowych.
  GNSS RTK zapewnia dokładne pozycjonowanie dla wszystkich zaangażowanych w operację rozminowania. To poprawia koordynację i komunikację między specjalistami, znacząco zwiększając efektywność operacji i ratując życia.

• Skrócenie Czasu Pracy.
  Dzięki wysokiej precyzji i szybkości GNSS RTK, operacje rozminowania mogą być przeprowadzane efektywniej. Jest to szczególnie istotne w sytuacjach, które wymagają szybkiej reakcji i minimalizacji czasu spędzonego na niebezpiecznych obszarach. Osiągnięcie dokładności na poziomie centymetrów nie zajmuje więcej czasu niż standardowa nawigacja.

Zalety stosowania GNSS RTK w porównaniu z tradycyjnymi metodami rozminowywania

Wykorzystanie technologii GNSS RTK w porównaniu do tradycyjnych metod rozminowywania niesie znaczące korzyści pod względem precyzji, bezpieczeństwa i efektywności przeprowadzania operacji, co czyni tę technologię kluczowym narzędziem w walce z problemem zaminowanych obszarów. Oto kilka z tych korzyści:

• Wysoka precyzja i niezawodność
  Tradycyjne metody rozminowywania mogą polegać na wizualnym wykrywaniu urządzeń wybuchowych lub zastosowaniu detektorów metali. Technologia GNSS RTK może uzupełnić te tradycyjne metody, umożliwiając precyzyjne geopozycjonowanie z dokładnością do centymetra oraz naniesienie niebezpiecznych obiektów na wspólną mapę (np. MAPIOS). To znacząco redukuje ryzyko przypadkowej detonacji i ułatwia precyzyjne określenie lokalizacji niebezpiecznych obiektów.

• Szybkość i efektywność operacji
  Tradycyjne metody rozminowywania mogą być pracochłonne i wymagać znacznego czasu. GNSS RTK pozwala przyspieszyć proces poprzez szybkie i dokładne zlokalizowanie min i materiałów wybuchowych, co umożliwia optymalizację alokacji zasobów i skrócenie czasu wykonania prac. Kilka zespołów może równocześnie pracować nad zaznaczaniem i rozminowywaniem obszarów, a wszystkie operacje będą zarządzane za pomocą jednej mapy do nanoszenia, wyszukiwania i wizualizacji niebezpiecznych obiektów.

• Zwiększone bezpieczeństwo dla specjalistów od rozminowywania
  Wykorzystanie GNSS RTK pozwala zminimalizować kontakt fizyczny z niebezpiecznymi obiektami. Redukuje to ryzyko dla specjalistów pracujących na niebezpiecznym terenie oraz zapewnia wyższy poziom ich bezpieczeństwa.

• Precyzyjne tworzenie map pól minowych
  GNSS RTK umożliwia stworzenie precyzyjnych trójwymiarowych modeli terenów, na których odbywa się rozminowywanie. To znacząco poprawia zrozumienie dystrybucji urządzeń wybuchowych, pomaga opracować skuteczne plany działań i wspiera podejmowanie zrównoważonych decyzji.

• Oszczędność zasobów i czasu
  Dzięki wysokiej efektywności i precyzji GNSS RTK, zasoby, które wcześniej były przeznaczane na wolniejsze i mniej precyzyjne metody rozminowywania, mogą teraz być wykorzystane znacznie efektywniej. To również obniża koszty finansowe i poprawia ogólną wydajność operacji.

Przykłady udanych przypadków zastosowania GNSS RTK w rozminowywaniu

Przykłady te ilustrują skuteczne wykorzystanie technologii GNSS RTK w różnych krajach w celu rozwiązania problemu rozminowywania. Technologia skutecznie redukuje ryzyko, przyspiesza proces rozminowywania oraz zapewnia bezpieczeństwo ludności.

• Operacje w Chorwacji po Wojnie (1991-1995)
  W okresie powojennego odbudowy Chorwacja skutecznie wykorzystała technologię GNSS RTK do rozminowywania kluczowych obiektów infrastrukturalnych, takich jak drogi, mosty i instalacje energetyczne. Pozwoliło to na zapewnienie bezpieczeństwa obywatelom oraz przyspieszenie procesu odbudowy kraju.

• Rozminowywanie w Laosie
  Laos, będący jednym z krajów o najwyższym poziomie skażeń minami, skutecznie stosuje technologię GNSS RTK w celu dokładniejszego zlokalizowania i unieszkodliwienia materiałów wybuchowych. Ta technologia pomaga zmniejszyć ryzyko dla specjalistów oraz przyspiesza proces oczyszczania terenu.

• Projekt w Afganistanie (Program Działania na Rzecz Rozminowania)
  W ramach programu rozminowywania w Afganistanie technologia GNSS RTK została zastosowana do stworzenia precyzyjnych map pól minowych. To znacząco zwiększyło efektywność operacji oraz skróciło czas rozminowywania na zaminowanych obszarach.

• Rozminowywanie w Bośni i Hercegowinie
  W ramach rehabilitacji powojennej technologia GNSS RTK została skutecznie wykorzystana do wykrywania i unieszkodliwiania materiałów wybuchowych na terenie Bośni i Hercegowiny. To przyczyniło się do odbudowy infrastruktury oraz zwiększenia bezpieczeństwa ludności.

• Projekty w ramach Organizacji Narodów Zjednoczonych
  Wiele misji i programów rozminowywania prowadzonych przez ONZ w różnych krajach skutecznie wdraża technologię GNSS RTK. Pozwala to poprawić jakość i efektywność operacji rozminowywania.

Perspektywy rozwoju i rekomendacje dotyczące dalszego wykorzystania GNSS RTK w rozminowywaniu

Technologie RTK firmy Geometer International otwierają nowe możliwości zwiększenia efektywności i bezpieczeństwa operacji rozminowywania. Wykorzystanie GNSS RTK we współpracy z dronami i robotami staje się niezbędnym elementem sukcesu w tym obszarze. Ta metoda umożliwia zautomatyzowanie i zoptymalizowanie procesu zbierania danych na zaminowanych obszarach, co znacząco przyspiesza i usprawnia proces rozminowywania. Integracja GNSS RTK na dronach i robotach przynosi szereg korzyści:

• Wysoka precyzja i szybkość
  GNSS RTK zapewnia precyzję na poziomie centymetrów w określaniu lokalizacji. Korzystając z tej technologii na dronach i robotach, można skanować obszar szybko i dokładnie, skracając czas zbierania danych i ratując życie ludzkie.

• Bezpieczeństwo personelu
  Roboty i drony z GNSS RTK mogą pracować w niebezpiecznych warunkach bez udziału człowieka. Minimalizuje to ryzyko dla specjalistów pracujących na zaminowanych obszarach.

• Szerokie pokrycie obszaru
  Drony mają przewagę w dostępie do trudno dostępnych miejsc, co pozwala na obejmowanie dużych obszarów zaminowanego terenu. Proces zbierania danych staje się bardziej kompleksowy i wydajny.

• Trójwymiarowy model terenu
  GNSS RTK na dronach umożliwia tworzenie trójwymiarowych modeli reliefu, co jest istotne dla analizy zaminowanych obszarów i planowania bezpiecznych tras.

• Integracja z innymi urządzeniami i programami
  Oprócz GNSS RTK, drony i roboty mogą być wyposażone w dodatkowe urządzenia, takie jak kamery termowizyjne lub wykrywacze metali. Rozszerza to możliwości wykrywania materiałów wybuchowych i tworzenia dokładnych map.

• Monitorowanie w czasie rzeczywistym i długoterminowe przechowywanie danych
  GNSS RTK umożliwia zbieranie danych o wysokiej precyzji w czasie rzeczywistym, co jest szczególnie istotne podczas operacji w dynamicznie zmieniających się warunkach. Dodatkowo, dane mogą być przechowywane i analizowane w późniejszym czasie w celu podjęcia istotnych decyzji.