Defensie VS werkt aan betrouwbaar decentraal navigatiesysteem

Darpa, de onderzoeksinstelling van het Amerikaanse leger, werkt aan locatiebepaling die niet op externe bronnen leunt. In gebieden waar gps niet beschikbaar is, zouden legereenheden dan toch kunnen navigeren, is de gedachte.

Volgens Darpa - dat verantwoordelijk was voor gps, maar ook voor bijvoorbeeld het onderzoek dat leidde tot het internet - is gps een succes gebleken, maar is de afhankelijkheid ervan ook een kwetsbaarheid. In sommige gebieden kan de ontvangst van gps-signalen namelijk worden verstoord of simpelweg niet mogelijk zijn. Voor die situaties werkt Darpa aan nieuwe manieren van locatiebepaling.

Die nieuwe manieren zijn 'radicaal anders' dan bestaande locatiebepaling, stelt Darpa. Zo moet de nieuwe locatiebepaling leunen op zichzelf kalibrerende gyroscopen, accelerometers en andere apparatuur die met hoge precisie meet waar iemand zich bevindt, zonder afhankelijk te zijn van externe signalen. Ook zou de nieuwe locatiebepaling gebruik kunnen maken van draadloze signalen in de omgeving, zoals televisiesignalen, radiosignalen, zendmasten voor mobiele telefonie, de locatie van satellieten en mogelijk zelfs bliksem.

Op die manier zouden legereenheden ook moeten kunnen navigeren op plekken waar geen gps-signaal voorhanden is. Overigens worden zendmasten voor mobiele telefonie al langer gebruikt om grofweg een locatie vast te stellen. De nieuwe technologie zou met name kunnen worden gebruikt in het leger; het is de vraag of Darpa van plan is om de technologie ooit uit te rollen naar consumenten, zoals met gps wel is gebeurd.

Door Joost Schellevis

Redacteur

27-03-2015 • 08:16

47

Reacties (47)

47
44
30
2
0
0
Wijzig sortering
GPS is twee dimensionaal dus alleen op de grond te meten.. je hebt wel hoogte aanduiding met GPS..

Dit systeem zou dus dmv gyroscoop en blauwdruk van een pand kunnen navigeren in een gebouw.. of ondergronds in een bunker... met signaal terug naar basis zou je dus zoiets kunnen krijgen als wat je in films en series ziet.. mensen in een gebouw lopen..
Het is weldegelijk 3D. Alleen heb je voor 3D meer satelieten nodig om tot een nauwkeurige bepaling te komen, en is de vertikale nauwkeurheid kleiner dan de horizontale.

Ik heb jarenlang gevlogen (zweefvliegen) en ook een eigen flightcomputer gemaakt op basis van een PDA met een GPS ontvanger. Hoogteinformatie is gewoon aanwezig, en ook behoorlijk betrouwbaar. Tijdens het vliegen op hoogte kom je namelijk vaak gewoon aan het maximale aantal satelieten dat je kan ontvangen, en werkt de hoogteindicatie prima..
GPS is driedimensionaal. Ooit had ik Route 66 draaiend op een Siemens SX-1 met een losse GPS-ontvanger. Dat systeem gaf perfect de hoogte boven zeeniveau aan.
Weet je zeker dat Route 66 niet hoogteinformatie in z'n kaart had zitten? GPS is heel goed voor long. en lat. bepaling, maar voor hoogte is de onzekerheid een stuk groter. Mijn GPS ontvangers loste dit nog wel eens op met een goedkoop druksensortje erin wat je af en toe moest ijken. Dat geeft de hoogte zeer nauwkeurig aan middels de hydrostatische druk.

Wat leuk leesvoer:
http://www.xcmag.com/2011...de-the-definitive-answer/

Interessante conclusie:
– GPSs give height with respect to either the geoid or the ellipsoid and this can differ by up to 100 m. There can be ± 45 m of errors on top of this with good signal reception, more with bad reception.
Edit:
quote: To_Tail
...DMV gyroscoop kan je zeer precies hoogte berekenen..
Gyroscoop meet de hoekversnelling die je maakt. Volgens mij is dit onmogelijk te vertalen in een hoogte.

[Reactie gewijzigd door armageddon_2k1 op 22 juli 2024 14:01]

Gyroscoop kan hoekversnelling en positie bepalen.. icm hulp middelen zoals GPS een zeer nauwkeurige elevatie aangeven..

3 axis gyroscoop kan zowel voor achter en zijwaarts snelheid bepalen als hoogte..

Als je deze gegevens hebt kan je dus berekenen dat je 1m per seconden omhoog gaat. en dus ook hoogte meten..
electronische gyroscoop zijn al zo klein waarmee je dus dit makkelijk kan inbouwen in PDA's wat volgens mij ook al gebeurd..
Met een gyroscoop kan je per definitie geen positie bepalen. Je bent in de war met accelerometers en ook die kunnen geen positie bepalen maar alleen versnelling.
Samen met de hoekversnellingsinformatie van gyroscopen kan je dus een Inertial Navigation System maken, maar je meet alleen maar versnellingen in de 6 assen. Twee keer integreren en je hebt je positie, dat klopt, maar die is onderhevig aan de drift en bias van de sensoren, wat dit soort 'dead reckoning' systemen nogal ingewikkeld maakt. De goedkope sensoren in jouw telefoon kunnen absoluut geen accurate (<10m) positie geven na een paar minuten versnellingsinformatie integeren.
IN COMBINATIE MET!! Hulpsystemen zoals GPS of andere hulpbronnen kan je zo'n systeem neerzetten.. Als jij een blauwdruk heb van een pand.. dan zou je zeer nauwkeurig door een pand heen kunnen navigeren dmv een gyroscoop doordat de gyroscoop weet waar jij heen loopt en ook weet hoe snel jij loopt ICM een blauwdruk kan je dan netjes navigeren door een gebouw..

zelfs verdiepingen mits de blauwdrukken accuraat genoeg zijn natuurlijk.. Daarnaast kan je dan ook nog andere hulpbronnen gebruiken zoals GSM signalen WIFI en GPS + andere bronnen die dan heel nauwkeurig jouw positie bepalen..
Je hoeft niet zo te schreeuwen!

Maakt niet uit dat je zegt IN COMBINATIE MET!! want hierna diskwalificeer jezelf weer met de volgende opmerking:
3 axis gyroscoop kan zowel voor achter en zijwaarts snelheid bepalen als hoogte..
En dit is gewoon fout. Als je zo gaat zitten schreeuwen zorg dan dat je de basisbeginselen van navigatie snapt. Dan weet je ook dat GPS het binnenshuis niet doet omdat de signalen niet echt goed door beton heen gaan en je hele ideetje van blauwdrukken en binnennavigatie niet opgaan.
je hebt geen GPS nodig met blauwdrukken.. als jij een blauwdruk heb op schaal en je hebt een gyroscopen die eik je met elkaar dan heb jij echt geen hulpmiddelen nodig..

Je kan dan dmv de blauwdruk navigeren binnen zonder GPS of andere hulpmiddelen..

Gezien je gyroscopen weet dat jij 10 meter naar voren bent gelopen en 1 meter omhoog.. Kan je dus nauwkeurig navigeren..

Dit kan alleen als je startpunt op kaart nauwkeurig kan instellen..
Gezien je gyroscopen weet dat jij 10 meter naar voren bent gelopen en 1 meter omhoog.. Kan je dus nauwkeurig navigeren..
Leg mij eens uit hoe een gyroscoop kan weten dat jij 10 meter naar voren bent gelopen? Leg me dat fysisch eens uit, gezien het feit dat je alleen maar hoekversnellingen kan meten.

[Reactie gewijzigd door armageddon_2k1 op 22 juli 2024 14:01]

Mijn GPS horloge geeft ook hoogte aan, heeft geen toegang tot kaarten. Mijn telefoon doet dat ook als ik hier in de bergen ben, dan heb ik geen internet toegang (en doet dat ook in het vliegtuig).

Alleen GPS kan dus wel hoogte bepalen, alleen geen idee hoe betrouwbaar dat is.
Weet je zeker dat je horloge geen barometer heeft? Veel telefoons hebben die in elk geval wel, ook mijn oude Galaxy Nexus.
dat zeg ik hoogte aanduiding wordt ook aangegeven. maar die is vere van precies geweest. DMV gyroscoop kan je zeer precies hoogte berekenen..

Driedimensionaal bedoel ik meer binnen in gebouwen..
Toevallig laatst dit artikel gelezen: http://citeseerx.ist.psu....74.4667&rep=rep1&type=pdf
Een leraar van mij houdt zich ook bezich met een vergelijkbaar systeem. Vooral bedoelt om de positie van brandweermannen te bepalen in een gebouw.
Artikel van hem: http://www.hbo-kennisbank...E82-4CBF-B41E3B75B4D4049A

Het blijkt nog vrij accuraat te zijn. Maar je hebt nog steeds een kleine afwijking maar op langere duur wordt deze afwijking dus steeds groter. Tenzij je op bepaalde plekken wel weer exact weet waar je bent en de positie kan bijstellen.
Ik ben zelf enige tijd betrokken geweest bij dit project, maar dit valt echt niet serieus te nemen. Er is een verzameling hippe technologische onderwerpen bij elkaar geveegd en daarmee is het gelukt een onderzoekssubsidie te krijgen. De daadwerkelijke resultaten waren niet bepaald indrukwekkend. Praktische toepasbaarheid was nog ver te zoeken, terwijl dit niet bepaald fundamenteel onderzoek was, maar gewoon wat kant en klare bouwstenen pogen bij elkaar te harken.
Anoniem: 511810 @To_Tall27 maart 2015 16:49
Nou hoor je het ook nog Maartensdijk van een ander:
Mechanische gyroscopes kunnen een hoek tot een referentie geven.
Elektronische gyroscopen geven de hoekverdraaiingssnelheid (2de afgeleidde) van de absolute rotatie.
Hiermee kan op geen enkele manier een cartesische positie (en dus hoogte) bepaald worden...
Wat wel kan is mbv de 2 maal geïntegreerde hoekverdraaiingssnelheid een 2 maal geïntegreerde acceleratie corrigeren voor beeeginsrictingverandering.

Een voorbeeld van zo'n mechanisch systeem zit in de intercontinentalebraketten.
Een elektronische variant zit in zo ongeveer iedere smartphone.

Nauwkeurige gyroscopen kunnen tegenwoordig gemaakt worden mbv laserlicht in opgerolde glasfiber.

De gyroscoop in je Phone is niets meer als 2 dicht op elkaar geplakte accelerometers en wat software..

Een accelerometer is een verplaatsing oiv een acceleratie tegen een veer beweegt en de uitbuiging gemeten wordt. Dit kan mbv lLithographie on die gerealiseerd worden.
Zetten ze nu echt in het bericht dat ze ook gebruik kunnen maken van "de locatie van satellieten" 8)7 :X
Zetten ze nu echt in het bericht dat ze ook gebruik kunnen maken van "de locatie van satellieten" 8)7 :X
Hoe dacht je dat GPS werkt?
Op basis van de locatie van 3 of meer GPS satellieten en de tijd dat het radio signaal erover doet om naar de ontvanger te komen.
Tuurlijk weet ik hoe dat werkt, maar vind het nogal ironisch dat ze een systeem willen wat onafhankelijk is van GPS (lees, sattelieten) en dan toch een deel van de bepaling per satteliet gaan doen eh...
Ik ga er vanuit dat diverse "bekende" bronnen gebruikt worden om het systeem te kalibreren, zendmasten stond er al in, en dus ook mbv. de (bekende) positie van satellieten kun je je autonoom systeem kalibreren.
Dus het systeem is/wordt niet afhankelijk van satellieten, maar je moet natuurlijk wel ergens een beginpositie kunnen vaststellen.

Zo'n systeem moet ook weten waar bijv. het noorden is (of een willekeurige andere windrichting)., dat lijkt me een grotere uitdaging om correct automatisch te doen.
Ja, dat hoeven geen GPS satellieten te zijn. Je hebt veel meer satellieten (telecommucicatie, radio/tv enz). Als je hun geostationaire positie kent kun je aan de hand van een driehoeksmeting tamelijk precies bepalen waar je bent.
Ik dacht dat eerst ook maar GPS storen is misschien makkelijk omdat je de data nodig hebt in het signaal. Maar wat als je alleen het signaal zelf gebruikt, als in een radio baken? Dan maakt het niet uit of het signaal verstoort is, de richting waaruit het signaal komt blijft hetzelfde.

Tenzij een stoorzender exact precies op die frequentie uitzend en niet uitgesloten kan worden (satelliet baken boven je, stoor zender achter die boom, dan zou je dat misschien kunnen negeren.

Zou het mogelijk zijn om met ordinaire TV satellieten, waarvan je weet waar ze zijn, net zoals de sterren, te navigeren? Als je weet dat de Noord ster in het noorden staat en je vindt hem, dan heb je het noorden.

Als je weet dat Telesat in het zuiden hangt, en je vindt het tv signaal, hoe verstoort ook, dan weet je waar het zuiden is?

Als radio detectie niet zou werken met een stoorzender dan zou je ook geen piraten radio's kunnen vinden die op dezelfde frequentie zitten als iets anders.

Darpa! Waar is mijn geld?
Een soort IRS dus wat elk verkeersvliegtuig ook gebruikt. Lijkt me een mooie uitdaging om dat klein en nauwkeurig genoeg te krijgen om er op de grond langere tijd mee te kunnen navigeren. De afwijking wordt met de tijd steeds groter omdat fouten zich opstapelen.
Waarom een heel systeem?

Het wapen hoeft alleen gegevens kunnen doorgeven/verwerken wat die ziet,is, besturing gebeurt nog gewoon op afstand.

Het eerst wat in me inkomt is dat ze meer gaan werken met drones. Die verkennen de omgeving en zorgen ervoor dat er genoeg data is om een precisiebombardement uit te voeren. In plaats van een satelliet, een kleiner toestel op een paar 100 meter. In het verleden werd ook de data vergaard door boven vijandelijk gebied te vliegen.
Het gaat niet specifiek over vliegen, maar gewoon over legertroepen.
Ik weet niet of het eerder op tweakers is langsgekomen,

http://www.darpa.mil/NewsEvents/Releases/2014/12/22.aspx
The program aims to develop and demonstrate autonomous UAVs small enough to fit through an open window and able to fly at speeds up to 20 meters per second (45 miles per hour)—while navigating within complex indoor spaces independent of communication with outside operators or sensors and without reliance on GPS waypoints.
Dan heb je het over kleine drones die door grondtroepen kan worden meegenomen die alle informatie verstrekken wat enkele kilometers verderop gebeurt.

En de precisie-bombardement kan ook door dezelfde grondtroepen worden uitgevoerd, al dan niet van een mobiel platform.
Dacht ik ook meteen aan. Soort INS met de gyro sensoren die tegenwoordig erg klein en goed zijn (veel nieuwe motorfietsen hebben zo'n sensor voor hellingshoek en versnellingsmetingen).
De uitdaging is waarschijnlijk de automatische kalibratie van zo'n systeem.
Ik dacht eventjes dat ze nu aan de uitvinding van de stafkaart bezig waren, of straatnaambordjes, het kompas, of misschien iets met de stand van de zon of zo. Of een vriendelijke meneer die je de weg wijst. Vroeger konden we toch ook al navigeren of weten waar we waren zonder gps? Nederland was ooit zelfs zeer bedreven in het ergens naartoe gaan waar ze nog nooit waren geweest en toch nog teruggeraken.

Maar toen besefte ik terug dat het niet over dat soort navigatie ging...
Ik denk dat ze wereldwijd anwb-paddestoelen gaan neerzetten in een 1km x 1km grid :+
Dit is misschien een leuk startpunt, van iemand in Australie:
http://hackaday.io/project/4872-subterranea-positioning-system-sps
Telkens als ik over dit soort technologie lees moet ik denken aan de Localizers uit het boek A Deepness in the Sky van Vernor Vinge. http://en.wikipedia.org/w...ess_in_the_Sky#Localizers

Dit zijn apparaatjes ter grootte van een stofdeeltje die zichzelf decentraal kunnen oriënteren, automatisch een draadloos mesh-network vormen en eenvoudige sensoren (licht, geluid, etc.) en actuatoren bevatten. In het boek zijn ze ontwikkeld door een 'surveillance-state'. Wanneer ze met miljoenen stuks worden verspreid in een gebied of gebouw vormen ze een ontzetten krachtig surveillance-middel, omdat de sensoren als wolk dienst kunnen doen als 3d-camera's, microfoons, communicatiemiddellen, etc. In het boek worden op diverse creatieve manieren gebruikt.

Dit soort DARPA-projecten, geminiaturiseerd tot Smart Dust, zullen ongetwijfeld nog verrassende toepassingen krijgen, zowel legaal als illegaal, in de werkelijke wereld.
Anoniem: 601896 27 maart 2015 08:27
Ideaal voor nog nauwkeurige drone-attacks, waardoor je minder onschuldige slachtoffers hoeft te maken met aanvallen.

Waar oologstechnologie heel lang alleen maar gemaakt werd om effectiever en meer te kunnen doden, vind ik het goed, dat er steeds meer gericht wordt op precisie, aanvallen, en dat door goede technologie het aantal onnodige slachtoffers minder zal worden,
en jij gelooft echt dat er een substantieel deel van alle burgerslachtoffers vallen doordat de piloot dacht boven het terroristenplein te vliegen in plaats van boven de dorpsstraat?

99,99% van alle burgerslachtoffers worden veroorzaakt door verkeerde, onvolledige of gewoon een totaal gebrek aan, informatie. als jij denkt dat peuterspeelzaal x, een haatbaardentrainingscentrum is dan bombardeer je dat plat, en of je nu de 2 huizen ernaast wel of niet raakt doet er nauwelijks toe want die kindertjes zijn toch al ten dode opgeschreven.

we leven niet meer in de 2e wereld oorlog
Anoniem: 601896 @i-chat27 maart 2015 08:44
Voor gebrek aan informatie biedt technologie toch ook dé oplossing? We kunnen meet informatie dan ooit automatisch verzamelen en automatisch verwerken. Zolang een mens nog altijd de beslissing maakt over welke doelen worden aangevallen, is het een stuk minder slecht dan vroeger.

Hoe preciezer je kan bombarderen, door deze gps techniek, hoe minder kans dat je de huizen naast zo'n Jihadi ook wegvaagt. Daarnaast heb je een kostenvoordeel, hoe preciezer je bombardeerd, des te kleinere bom je kan gebruiken.
Nee, dat is een vergissing. Technologie biedt hooguit data, geen informatie. Informatie onstaat pas als je de data juist weet te interpreteren. Ouderwetse ogen op de grond zijn nog altijd effectiever.
informatie is altijd onnauwkeurig in de militaire wereld
wat jij denkt dat een installatie is is in feite al lang leeg, omdat heel veel doelen mobiel zijn. indien doelen niet gecamoufleerd zijn of verplaatst dan zijn het geen waardevolle doelen in oorlogstijd.
misleid je vijand is altijd top prioriteit geweest is oorlogsvoering, vandaar dus ook guerillatactieken indien jevecht tegen een grotere geavanceerde vijand.
voorbeelden genoeg in de geschiedenis.
bijv militaire basis in een school. tank camoefleren als trucks en vice versa
aantal onnodige slachtoffers minder zal worden.... serious?

press a button, a building(block) dissapears

zonder enige vorm van rechtspraak?! en dan gek vinden dat 'haatbaarden' :r op de US of A. ik heb er begrip voor.
Anoniem: 601896 @himlims_27 maart 2015 08:40
Het bombarderen van iets, is natuurlijk altijd een kwestie geweest van een knopje indrukken.

Tijdens wo2 zijn honderden Nederlanders in Enschede, Hengelo, Nijmegen omgekomen omdat de Engelsen en amerikanen dachten in Duitsland te zijn. En honderdduizenden Duitsers omdat er moeilijk onderscheid te maken was tussen civiele en militaire doelen.

Ook in de oorlogen daarna, zijn miljoenen burgers slachtoffers geworden van bombardementen met militair doel.

De laatste 20 jaar hebben we gps guided bommen als jdam, die veel preciezer de vijand in plaats van haar burgers raken. Dat kun je slecht vinden, maar ik vind het 'minder slecht' dan de oude methoden.
Wat dacht je van Den Haag, waar Bezuidenhout in de as gelegd is door een gemist bombardement door de geallieerden (ze wilden V2 installaties in het Haagse Bos raken)? 550 slachtoffers...
Anoniem: 457607 @himlims_27 maart 2015 09:58
In een oorlog is de reguliere rechtspraak niet van toepassing. Dat is nooit zo geweest. Er zijn wel richtlijnen zoals de "rules of engagement", en de Geneefse conventie.
usa is niet in oorlog in jemen?! toch worden daar drones van obama ingezet
dan nog niet eens over de drons gehad die boven nld vliegen, op heldere dag kun je ze zien!
Anoniem: 457607 @himlims_27 maart 2015 10:40
Ik ga hier geen grote politieke discussie houden, daar is Tweakers niet voor. Ik stel alleen dat je rechtspraak opmerking niet opgaat. Dit betreft geen strafrecht of een criminele zaak, het betreft oorlog. Er is nog nooit een oorlog in de complete geschiedenis geweest waar de normale rechtspraak van toepassing is.
Anoniem: 399807 @himlims_27 maart 2015 12:53
Een goed punt. De menselijke factor. Ik merk dat ik die steeds belangrijker ga vinden.

Een vliegtuig stort neer, blijkbaar vanwege de geestelijke ongezondheid van een piloot. De discussie barst los: moeten we de regels niet aanpassen? De volgende discussie is, moeten we niet af van piloten. Mensen maken fouten, zijn de zwakke schakel. Maar zijn we echt zo zwak of accepteren we liever dat we neerstorten vanwege een mechanisch, technische of programmeerfout?

In amerika was een drone piloot die PTSS kreeg doordat hij ineens ging beseffen dat die videogame en de druk op een knop in Afghanistan ook soms onschuldige slachtoffers maakte. Het is bizar. Om 17:00 ga je naar huis, naar vrouw en kinderen. Hoe was je dag? Oh ik blies een bruiloft op.

Willen we dat vermijden, dan laten we een computer met ingewikkelde algoritmen beslissingen nemen. Dan ontkoppelen we kunstmatig onze menselijkheid, ons verantwoordelijkheidsgevoel van wat er gebeurd. Een soort filter voor de geest. Misschien dat daarom de automatische auto ingevoerd lijkt te moeten worden.

Persoonlijk zit ik liever in een vliegtuig dat neerstort door de factor mens dan de factor machine. Ik heb het nodig te weten dat ik sterf omdat een mens een mens is, niet omdat een emotieloze automaat kortsluiting kreeg. Als ik bij een aanval omkom wil ik dat een ander menselijk wezen daar mee moet leven. I will hurt your fist with my head. |:(

Als mensen elkaar menen te moeten doden, dan moeten mensen dat doen. Het moet persoonlijk blijven. Het is zo iets ergs, dat als je meent daar een legitiem doel voor te hebben, je daar ook de last van moet dragen. Als je dat niet langer wilt, dan wordt doden te makkelijk want het wordt te abstract.

Daarom ben ik tegen automatische voertuigen en verregaande automatisering. Omdat het psychologisch ondermijnend is voor de menselijke factor. Als een mens je schade berokkent kun je kwaad worden, emoties daarover hebben. Op een machine heeft dat geen effect. Er is dus geen uitlaatklep en dat is ongezond. Je kunt kwaad worden op de fabriek, het bedrijf dat de machine gebruikt, maar er is geen direct verband. Op die manier wordt emotie niet op de juiste manier verwerkt en als het ware gedistribueerd over een netwerk van partijen die allemaal min of meer deels verantwoordelijk zijn.

Die ontkoppeling van verantwoordelijkheid en de emoties die je moet voelen als je iemand doodt of schade berokkent, de schaamte, schuld, de pijn, die moet je voelen. Dat maakt je menselijk. Alles overdragen aan machines ontmenselijkt ons. Dus geen zorgrobots. Automatisering en robotisering gaat leiden tot een keiharde gevoelloze samenleving en we worden slaaf van machines omdat ze zo handig onze emoties overnemen. Nill void. En het maakt ons als mens overbodig. Want waar ben je voor op Aarde als je geen emoties wilt? Of verantwoordelijkheid?

[Reactie gewijzigd door Anoniem: 399807 op 22 juli 2024 14:01]

Anoniem: 623473 @himlims_27 maart 2015 10:26
Ja natuurlijk, het ligt weer aan ons |:(
Alsof dit soort terroristen zich druk maken over het toepassen van rechtspraak, de enige rechtspraak die zij kennen is (willekeurig opportunistisch toepassen van) sharia middeleeuwse logica.
Maar ik zie je graag als onderhandelaar gaan naar IS gebied. Beetje realiteit leren.

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.