Geslaagde testen op zee voor de UMISAS-sonar van ECA GROUP

Als onderdeel van het vervangingsprogramma van de mijnbestrijdingscapaciteit op zee voor de Belgische en Koninklijke Nederlandse marines, waaronder de levering van twaalf mijnenjagers uitgerust met onbemande systemen (Toolbox), kondigt ECA GROUP de voltooiing aan van de proeven op zee met haar UMISAS-sonar voor de AUV’s en de Gesleepte Sonars in het kader van het mijnbestrijdingsprogramma op afstand ook wel rMCM genoemd. De volgende stap is de productie van de UMISAS-sonars voor hun integratie in de A18-M en T18-M aangepast aan het programma. Deze integratie zal uitgevoerd worden tussen oktober 2021 en maart 2022.

Beeld genomen door UMISAS 120 VHF op de S.S. Ferrando voor de kust van

ECA Group besloot in 2014 een eigen reeks synthetische apertuursonars te ontwikkelen en lanceerde een intern programma. De SAS-sonars die partners aanboden, voldeden niet aan de interne vereisten van ECA GROUP:

• Hun gewicht, grootte of het energieverbruik zou leiden tot een te grote en te zware AUV terwijl ECA GROUP zich nou juist richtte op de grootte van een middelgrote A18-M AUV voor haar mijnbestrijdende AUV
• De onmogelijkheid de SAS exact te synchroniseren en de trage navigatie van de AUV om de voordelen van een nieuwe techniek, beschermd door een ECA GROUP-patent, compleet te benutten voor de SAS-beelden en de AUV-navigatie.

De AUV A18-M AUV en Gesleepte Sonar T18-M leveren de beste prestaties wanneer ze zijn uitgerust met UMISAS-sonars. Deze onbemande systemen worden daarom uitsluitend verkocht met UMISAS-sonars.

UMISAS: EEN NIEUWE GENERATIE SYNTHETISCHE APERTUURSONARS

Onderzoek en ontwikkeling op gebied van sonars begon voor ECA GROUP in 2014, in combinatie met de ontwikkeling van de nieuwe generatie onbemande onderwatervoertuigen in de A18-reeks: Gedreven door operationele behoeften van marines die hoge prestaties en compactere onbemande oplossingen voor opsporing van mijnen vergen, brengt ECA GROUP haar eigen sonar-technologie op de markt die op haar marine drones gemonteerd worden en volledig geïntegreerd zijn in de onbemande systemen van ECA GROUP.

De UMISAS-sonars zijn interferometrische synthetische apertuursonars (INSAS) gebruikt voor opsporing van mijnen als onderdeel van mijnenbestrijdingsmissies op zee. De UMISAS-sonars streven naar een ruimtelijke resolutie van ongeveer 3 cm x 3 cm om zo kleine en onregelmatig gevormde voorwerpen op de zeebodem optimaal te kunnen classificeren.

De plaatsbepaling van het platform dat vereist is voor het vormen van de synthetische antennes maakt integraal deel uit van het UMISAS-proces. De UMISAS-sonar gebruikt direct de gegevens van de A18-M en T18-M om SAS-verwerking uit te voeren zodat het gebruik van goedkope navigatiesensoren niet langer nodig is. Bepaalde bestaande commerciële SAS-systemen gebruiken deze sensoren die alleen de korte termijn navigatie uitvoeren, vereist voor het produceren van scherpe SAS-beelden maar niet voor de plaatsbepaling van de AUV door gebruik van SAS en, bovendien, zijn ze veel minder betrouwbaar.

DE UMISAS-SONAR WORDT LID VAN DE ECA GROUP DRONE FAMILIE

Het door ECA GROUP ontwikkelde onbemande systeem UMIS^TM  is een uitgebreide oplossing (toolbox) voor stand-off en autonome mijnenveegoperaties op zee die vanaf een schip of de kustlijn worden uitgevoerd. De oplossing omvat: een oppervlakte drone (USV) INSPECTOR125, onderwater drones (AUV’s) A18-M en T18-M gesleepte sonars voor opsporing van mijnen, SEASCAN en K-STER C MIDS (Mine Identification and Disposal System) voor identificatie en vernietiging van mijnen en UMISOFT, een uitgebreid softwarepakket voor het plannen van missies, verzekeren van de bediening van de drones evenals gegevensbeheer.

UMIS^TM-drones voeren nauwkeurige navigatie en plaatsbepaling uit en presteren zeer goed op gebied van opsporing en vermijding van obstakels. Een van de belangrijkste elementen dat het verwachte hoge prestatieniveau van het systeem garandeert is de kwaliteit van de beelden die deze drones leveren en die de UMISAS synthetische apertuursonar van ECA GROUP kan bieden.

UMISAS BIEDT EEN UITSTEKEND DEKKINGSPERCENTAGE VOOR DE OPSPORING & CLASSIFICATIE VAN VERBORGEN MIJNEN

UMISAS, een interferometrische synthetische apertuursonar (InSAS), is een innovatieve onderwater beeldtechnologie die onderzoeken van de zeebodem aanzienlijk verbetert door beelden met zeer hoge resolutie te leveren met uitstekende dekkingspercentages, d.w.z. 4 keer beter qua dekking en tussen de 5 en 10 keer beter qua resolutie in vergelijking met traditionele laterale sonars. Door meerdere tientallen akoestische ‘pings’ te combineren om een beeld te vormen met een veel hogere resolutie, zet UMISAS onbewerkte gegevens om in beelden met een resolutie van 3 cm x 3 cm, ongeacht de afstand van de sonar, en met hoge dekkingspercentages van de onderzochte zones (d.w.z. 1 nm² per uur voor de UMISAS 240 gemonteerd op de T18-M).

“Deze combinatie van resolutie, dekkingsgebied en nauwkeurige plaatsbepaling is wat UMISAS uniek maakt. Het zorgt voor een hoge opsporings- en classificatieprobabiliteit, zelfs van verborgen mijnen die een uitdaging zijn voor andere sonars,”
Marc Pinto, wetenschappelijk adviseur Naval Robotics voor ECA GROUP

DRONES + SONAR = DUBBELE DESKUNDIGHEID VOOR BETERE PRESTATIES TIJDENS DE ONTMIJNINGSOPERATIES OP ZEE

ECA GROUP is een van de weinige fabrikanten die in staat is drones en de InSAS-sonar te ontwikkelen waarbij beiden in een geïntegreerde systeemaanpak worden geoptimaliseerd voor een naadloze integratie en succesvolle missies op gebied van opsporing en classificatie van mijnen. De deskundigheid met betrekking tot deze integratie is een echte verrijking voor de globale prestaties van het systeem:

• Nauwe samenwerking tussen trajectbeheersing, navigatie en plaatsbepaling, verwerkingssystemen van sonarsignalen, zorgt ervoor dat de afwisselingen van systemen op de juiste plaats uitgevoerd worden
• Een aanzienlijk vereenvoudigde elektrische en mechanische integratie van de InSAS-sensor in de drone aangezien beide tegelijkertijd ontworpen zijn.
• Geoptimaliseerde grootte-gewicht-voeding en kosten.

REALTIME VERWERKING MET GEBRUIK VAN KUNSTMATIGE INTELLIGENTIE VERHOOGT DE AUTONOMIE

Daarnaast hebben ingenieurs van ECA GROUP zich geconcentreerd op realtime InSAS-verwerking op grafische verwerkingseenheden waarbij volop gebruik werd gemaakt van de aanzienlijke vooruitgang in de COTS-hardware aangedreven door KI-toepassingen:

• De realtime InSAS-processor is daarom zeer compact en heeft een laag en geoptimaliseerd energieverbruik, minder dan 30 W, wat de duur van de missie verlengt.

De UMISAS-systemen functioneren op 2 frequentiebanden: High Frequency & Very High Frequency:

• Dit zorgt voor een uitstekende signaal-ruisverhouding en daarom ook voor beelden met hoog contrast en een groot bereik, zelfs in veeleisende omgevingen, waaronder multipathing in ondiep water en hoge absorptie in warm water.

VERSCHAFFEN VAN BATHYMETRIEBEELDEN MET HOGE RESOLUTIE

Tenslotte is UMISAS uitgerust met een paar verticaal boven elkaar geplaatste ontvangstantennes aan beide kanten van het platform voor interferometrische verwerking. Zo wordt bathymetrie met hoge resolutie verkregen die geregistreerd wordt tezamen met de beelden voor een verbeterde beoordeling van de omgeving.

Onderwater drone A18-M uitgerust met het UMISAS 120-systeem – netwerk met zenders en ontvangers zichtbaar aan bakboord