Navigace podle hvězd, známá z dob dávných námořníků a prvních letců, zažívá renesanci díky vědcům z University of South Australia. Ti vyvinuli cenově dostupný systém, který umožňuje dronům určovat polohu v situacích, kdy je nedostupný nebo záměrně rušený signál satelitních pozičních systémů. Tento systém, označovaný jako „strapdown celestial navigation“, kombinuje starodávné principy s moderními technologiemi.
Systém využívá jednoduchou kameru namontovanou na dronu, která pořizuje snímky noční oblohy. Algoritmus poté z těchto snímků určuje polohu dronu na základě známých pozic hvězd. Aby se minimalizovaly chyby, létá během měření dron v kruhu, což umožňuje algoritmu korigovat případné odchylky v orientaci kamery.
Výhodou je pasivita, nevýhodou nepřesnost
Na rozdíl od klasických systémů, které vyžadují těžké a složité stabilizační vybavení, je tento nový systém lehký a modulární. Lze jej snadno integrovat do menších dronů. Klíčovou výhodou je jeho pasivita – nevysílá žádné signály, díky čemuž je vhodný například pro vojenské operace nebo situace, kde je nutné zůstat neviditelný.
Na územích, kde může být signál satelitních pozičních systémů rušený nebo nedostupný, například nad oceánem či v konfliktních zónách, se tento systém jeví jako spolehlivá alternativa. Během testování dokázal dron určit svou polohu s přesností do 4 kilometrů – což je vzhledem k jednoduchosti a nízkým nákladům pozoruhodné.
Ačkoli je tato technologie lákavá pro vojenské operace, má velký potenciál i v civilním sektoru. Mohla by být využita při dlouhodobém monitorování životního prostředí, například sledování změn v odlehlých oblastech, kde GPS signál často selhává. Díky nízkým nákladům je dostupná pro široké spektrum aplikací.
Potřebuje vidět hvězdy
Je však třeba zmínit i nevýhody – tou nejzásadnější je závislost na jasné noční obloze, což omezuje využití během dne nebo za špatného počasí. Nicméně vědci zvažují možnost využití infračervených kamer, které by mohly tento problém vyřešit. V průběhu dalšího vývoje bude zásadní snaha zvýšit přesnost a rozšířit využití i na náročnější podmínky.
Použití hvězd k navigaci není novinkou – dříve je využívali námořníci a piloti, kteří pomocí sextantu a tabulek určovali svou polohu. Nový systém ukazuje, jak lze staré metody přizpůsobit moderním potřebám. Technologie jako tato zdůrazňuje důležitost inovací, které spojují tradici s pokrokem.
Nový hvězdný navigační systém představuje významný krok vpřed v oblasti autonomie dronů. Jeho schopnost pracovat bez satelitních pozičních systémů otevírá nové možnosti pro průzkum, monitorování a obranu. Jak říkají sami vědci, tento systém je důkazem, že i tradiční metody mají v éře pokročilých technologií stále své místo.
Nedostatky, které je nutné překonat
Studie o využití hvězdné navigace pro drony přináší mnoho zajímavých možností, ale jako každá inovativní technologie má i své nedostatky. Prvním a poměrně zásadním omezením je závislost na jasné noční obloze. Systém funguje pouze za podmínek, kdy jsou viditelné hvězdy, což znamená, že ho nelze využívat během dne, při špatném počasí nebo v oblastech se světelným znečištěním.
Druhým omezením je relativní nepřesnost oproti satelitním systémům. Přesnost do 4 kilometrů je pro některé aplikace dostačující, ale ani zdaleka není srovnatelná s GPS, které nabízí přesnost do několika metrů. Navíc může být systém ovlivněn vibracemi dronu nebo chybným seřízením kamery, což může vést k výraznějším odchylkám.
Tyto faktory znamenají, že hvězdná navigace je v současnosti vhodná spíše jako záložní systém než plnohodnotná náhrada za GPS. I přes tato omezení je však studie cenným krokem vpřed, zvláště v oblasti výzkumu alternativní navigace v prostředích s omezeným přístupem k satelitním pozičním systémům.
Výsledky vědeckého bádání byly publikovány 7. listopadu v odborném měsíčníku Drones. Tento mezinárodní časopis se zaměřuje na design a aplikace dronů, včetně bezpilotních vzdušných prostředků, systémů bezpilotních letadel a dálkově pilotovaných letadel. Přísné recenzní řízení zajišťuje, že publikované články jsou nejen aktuální, ale také vědecky přesné a přínosné pro odbornou komunitu.
Zdroje: mdpi.com, unisa.edu.au, newatlas.com, scimex.org.