Un operador controlando un cuadricóptero Omicrono
La ingeniosa alternativa de Ucrania al GPS: así evita que Rusia interfiera y suplante las señales de sus drones
Una startup ucraniana ha desarrollado un sistema de navegación para drones inmune a la guerra electrónica y a la denegación de señales GNSS.
Más información: Adiós al GPS: el sistema de navegación que permite volar a los drones usando el cielo nocturno y las constelaciones
El laboratorio de la industria militar en el que se ha convertido la guerra de Ucrania, al menos hasta que Trump ha irrumpido en las negociaciones de paz entre Putin y Zelenski, ha tenido un claro ganador, los drones o vehículos aéreos no tripulados (UAV). Desde sofisticadas aeronaves de ataque como Predator B, que también tiene España, hasta pequeños vehículos aéreos de cartón capaces de cargar bombas para machacar tanques rusos, todos tienen algo en común: utilizan las señales GPS para conocer su ubicación geográfica precisa gracias a los satélites de posicionamiento que orbitan la Tierra.
Sin embargo, la guerra electrónica también ha avanzado en paralelo, con técnicas de denegación de GNSS (siglas en inglés de sistema global de navegación por satélite) y técnicas como el jamming o el GPS Spoofing, capaces de interferir, suplantar y manipular las señales para enviar información falsa a un sistema GPS. Para evitarlo, una pequeña startup ucraniana llamada Sine.Engineering acaba de presentar un sistema de navegación sin satélites para drones que ya está preparado para su uso en el campo de batalla y promete ser "fiable y rentable".
Este sistema, que se puede adaptar a distintos tipos de drones e incluso a otros vehículos militares, está inspirado en el ToF o tiempo de vuelo, una técnica de telemetría usada mucho antes de la llegada del GPS. Se basa en calcular el tiempo que tarda un pulso de luz procedente de un sensor en llegar hasta un objetivo, rebotar y volver al receptor. Este método, que tiene aplicaciones tan diversas como la logística, la robótica, el reconocimiento facial o la conducción autónoma, puede ayudar a proteger los drones de interferencias y facilitar el control coordinado de grandes enjambres de UAVs.
Tiempo de vuelo
Sine.Engineering se fundó en 2022 como una compañía especializada en el desarrollo de contramedidas para hacer frente a los drones rusos, pero pronto cambió de rumbo. "Tras darnos cuenta de que la conectividad resistente es a la vez el factor más crítico y el aspecto más vulnerable de las operaciones con drones, y de que los entornos sin GPS y con restricciones de espectro son la nueva norma, decidimos crear nuestras propias soluciones", señalan en su página web.
Así surgió la adaptación del ToF a los drones, gracias a un módulo de comunicación compacto ("más pequeño que un naipe"), encargado de intercambiar señales con una estación terrestre y dos balizas. El sistema calcula lo que tardan las señales en llegar a esos puntos para determinar la posición del dron con precisión y sin necesidad de conectarse a ningún satélite.
Un dron cuadricóptero Omicrono
Una de las ventajas clave de esta nueva tecnología de navegación para drones es la utilización de múltiples anchos de banda. Eso permite evitar el jamming o interferencias selectivas, que introducen ruido en bandas de frecuencia específicas usadas por los satélites para comunicarse con los receptores.
El sistema ya se está poniendo a prueba con más de 50 fabricantes, especialmente los de pequeños drones cuadrirrotor con visión en primera persona (FPV), que los soldados ucranianos suelen utilizar tanto para labores de reconocimiento como para operaciones tácticas. La mejora va más allá de permitir misiones seguras con este tipo de drones, ya que también es un paso fundamental para llevar a cabo operaciones en enjambre.
Omicrono
"Nuestra tecnología permite vuelos coordinados de varios drones para que funcionen como unidades cohesionadas", sostiene Andriy Chulyk, CEO de Sine.engineering, en declaraciones para el portal ucraniano The Next Web. Además de los sensores, las balizas y el módulo de comunicación, una de las prioridades del equipo es el software, que puede actualizarse incluso mientras los drones están en el aire.
La otra gran prioridad de Sine pasa por simplificar los controles de los UAVs, para que el entrenamiento de los pilotos de drones sea aún más rápido y se puedan reducir las barreras de habilidad que sí pueden afectar a algunos modelos más avanzados o complejos. Según sus creadores, su inspiración fue el sistema que usan drones como la serie Mavic de DJI para hacer la navegación lo más accesible e intuitiva posible.
"La transición a operaciones autónomas, necesaria para una verdadera escalabilidad, requiere capacidades de navegación fiables. Sin ellas, seguiría existiendo una brecha crítica en el despliegue de drones, que limitaría su capacidad para operar en grandes cantidades y coordinar misiones complejas", aseguró Chulyk.
Guiándose por las estrellas
Este nuevo sistema no es el único que se postula como alternativa al GPS. Un reciente estudio llevado a cabo por investigadores de la Universidad del Sur de Australia propone sustituirlo por un modelo de orientación mediante las estrellas para permitir a los UAVs volar durante la noche sin GPS, usando equipos de fácil fabricación y tremendamente ligeros.
Investigación de la Universidad del Sur de Australia.
Emulando a los navegantes y marineros de la antigüedad, que utilizaban los objetos celestes como única referencia para orientarse, el equipo ha desarrollado un algoritmo que, usando imágenes del cielo nocturno, permite al dron fijar su posición en el aire con una precisión de 4 kilómetros, algo que están intentando mejorar para hacerlo más preciso.
Para funcionar, requiere de un sistema de sujeción ligero, de bajo coste y modular como el controlador Cube Orange, con un receptor ADS-B de 1090 MHz integrado. Una vez instalado en el dron, el sistema realiza una corrección de navegación consistente en un vuelo en círculos a través de los puntos cardinales. El dron va tomando imágenes y el algoritmo las va comparando, eliminando los sesgos y alineando la cámara con el sistema AHRS del propio dron.
Samuel Teague, investigador principal a cargo del proyecto, explica que el sistema no solo es modular, barato y abierto, sino que además "no necesita hardware de estabilización, lo que lo hace adecuado para drones más pequeños". En cuanto a sus posibles usos, Teague lo tiene claro: "es ideal para operaciones en océanos o en zonas de guerra donde la interferencia del GPS es un riesgo. Además del sector de defensa, también podría ser muy útil para la vigilancia medioambiental", concluye el investigador.
