Góry, drony i otwarte standardy. Infrastruktura GOPR i TOPR dla bezpieczniejszego lotnictwa ogólnego

istotne

GOPR, TOPR, OSP, WOPR i inne organizacje ratownicze są dobrym przykładem odpowiedzialności społecznej w praktyce. Ich misja nie kończy się na samym ratowaniu życia i zdrowia. Odpowiedzialność oznacza również wcześniejsze przygotowanie procedur, infrastruktury i technologii, które pozwolą działać szybko i bezpiecznie wtedy, gdy liczą się minuty.

Dobrze widać to przy wykorzystaniu dronów. Nie wystarczy posiadać bezzałogowiec, trzeba również zadbać o jego bezpieczne współistnienie z innymi użytkownikami przestrzeni, możliwość wzajemnego wykrywania ruchu i wykorzystanie standardów, z których mogą korzystać także inni.

Czasem najlepsze standardy, praktyczne rozwiązania i infrastruktura powstają oddolnie, dzięki ludziom i organizacjom, które dostrzegają potrzebę i po prostu zaczynają działać. GOPR, TOPR czy OSP pokazują, że realizując własną misję, można jednocześnie tworzyć rozwiązania służące całej społeczności.

To postawa godna naśladowania przez samorządy, aerokluby, lotniska i inne organizacje: myśleć nie tylko o własnych potrzebach, ale pozostawiać po swoich działaniach coś, co zwiększa bezpieczeństwo wszystkich. Zapraszamy do lektury artykułu, w którym pokazujemy, jak takie podejście przekłada się na konkretne działania, rozwój infrastruktury i praktyczne rozwiązania stosowane przez służby ratownicze.

GOPR i TOPR dostrzegły możliwości dronów już dawno. Mogą one wspierać poszukiwania, obserwować teren trudno dostępny, dostarczać obraz z miejsca zdarzenia, dostarczać sprzęt ratunkowy i ograniczać konieczność narażania ratowników. Jednocześnie dron ratowniczy, podobnie jak każdy inny statek powietrzny, nie operuje w próżni.

W tej samej przestrzeni mogą znaleźć się śmigłowce, szybowce, paralotnie, samoloty GA i inne bezzałogowce. Dlatego jednym z najważniejszych elementów bezpieczeństwa jest odpowiedź na dwa proste pytania: czy ratownicy widzą innych użytkowników przestrzeni oraz czy inni widzą ich? Właśnie temu służy Electronic Conspicuity, czyli elektroniczna widzialność ruchu w powietrzu.

Problem polega na tym, że przez lata powstało wiele różnych technologii: ADS-B, FLARM, OGN, OGN, FANET, PilotAware, Remote ID czy obecnie ADS-L. Nie wszystkie potrafią bezpośrednio komunikować się ze sobą. EASA powołała, inicjatywę Electronic Conspicuity Coalition, której celem nie jest wybranie jednego „zwycięskiego” rozwiązania, lecz doprowadzenie do możliwie szerokiej współpracy już istniejących systemów. ADS-L jest jednym z najważniejszych elementów tej koncepcji.

I właśnie tutaj działania środowiska ratownictwa górskiego zasługują, naszym zdaniem, na szczególne uznanie.

W GOPR i TOPR rozwijana i testowana jest infrastruktura pozwalająca odbierać różne rodzaje ruchu m.in. OGN, ADS-L, ADS-B, FLARM czy FANET. Równolegle wykorzystywane są niewielkie trackery pozwalające na nadawanie pozycji własnych dronów których zasięgi są istotnie większe niż RemoteID, dedykowany dla bezzałgowców, którego zasięgi realnie oscylują w zakresie ledwie kilkuset metrów.

To ważne, ponieważ zamiast tworzyć kolejny zamknięty system, którego celem jest zysk tej czy innej firmy, rozwijane są rozwiązania oparte w dużej mierze na otwartych lub interoperacyjnych standardach. Kierunek rozwoju ADS-L jest podobny: zamiast wymuszać natychmiastową wymianę całej istniejącej infrastruktury, próbuje się wykorzystać technologię już dostępną na rynku i doprowadzić do ich wzajemnej współpracy. Istnieją rozwiązania open source umożliwiające urządzeniu odbieranie kilku rodzajów transmisji i jednoczesne nadawanie m.in. OGN, ADS-L oraz FANET.

Ratownictwo górskie ma jeszcze jeden ogromny atut: dostęp do lokalizacji. GOPR i TOPR dysponują lub korzystają z infrastruktury położonej wysoko, często w miejscach oferujących bardzo dobre warunki radiowe. Z punktu widzenia budowy naziemnej sieci Electronic Conspicuity są to lokalizacje niezwykle cenne.

Jak duże może mieć to znaczenie, pokazał tegoroczny przypadek odbiornika OGN na Kasprowym Wierchu. Sygnał z szybowca SP-3321 lecącego w rejonie Piotrkowa Trybunalskiego został odebrany z odległości blisko 240 km. Był to wynik wyjątkowy, związany prawdopodobnie ze szczególnymi warunkami propagacji i nie należy traktować go jako normalnego zasięgu systemu - regularny zasięg Kasprowego to ok. 100km. Pokazuje jednak, jaki potencjał mają dobrze umieszczone stacje odbiorcze na górskich szczytach.

Każdy kolejny taki punkt zwiększa obszar, w którym możliwe staje się elektroniczne „widzenie” ruchu, a odbiorniki zainstalowane przez GOPR czy TOPR współpracują z tymi zainstalowanymi przez kluby szybowcowe czy paralotniowe i wzajemnie uzupełniają się: zyskują na tym wszystkie strony, bo niebo jest tylko jedno, jak mawiają awiatorzy.

Na szczególną uwagę zasługuje również testowany kierunek wykorzystujący funkcję przekazywania danych o ruchu, ang., Relay. Remote ID, ma z natury stosunkowo niewielki zasięg. Idea polega więc na tym, aby statek powietrzny znajdujący się w dogodnym miejscu mógł odebrać informację o ruchu znajdującym się w pobliżu i poniżej, a następnie przekazać ją dalej za pomocą technologii zapewniającej większy zasięg, np. ADS-L. Tego rodzaju rozwiązania mogą być szczególnie interesujące właśnie w górach, gdzie ukształtowanie terenu bardzo mocno wpływa na propagację radiową, a lecący śmigłowiec nie wie co lata "za górą".

Rozbudowana sieć odbiorników daje jeszcze jedną, znacznie mniej oczywistą możliwość. Dzięki technologii MLAT (ang. multilateration) opartej ta pomiarze czasu odbioru pakietu z wielu urządzeń naziemnych, można porównać czasy jego dotarcia do poszczególnych odbiorników i określić dość dokładnie (do około 100m) prawdziwą pozycję nadajnika.

Pozwala to sprawdzić, czy pozycja nadawana przez urządzenie rzeczywiście odpowiada miejscu, z którego fizycznie pochodzi sygnał radiowy. Nie jest to formalne uwierzytelnienie nadajnika, ale niezależna warstwa kontroli wiarygodności pozycji. W przyszłości może ona również pomagać w wykrywaniu przypadków, w których pozycja GNSS wyznaczana na pokładzie przestaje odpowiadać rzeczywistemu położeniu statku powietrznego, a więc także niektórych skutków zakłócania lub spoofingu GNSS. System jest już testowany na rzeczywistych danych OGN. W ten sposób zwykły odbiornik Electronic Conspicuity przestaje być wyłącznie urządzeniem pokazującym ruch. Staje się fragmentem rozproszonej infrastruktury pomiarowej.

Istotna jest także ekonomia takiego rozwiązania. Wielosystemowy odbiornik naziemny obsługujący ADS-B, ADS-L, OGN, FLARM czy Remote ID kosztuje dziś wraz z instalacją około 5000zł. Prosty nadajnik pozwalający niewielkiemu statkowi powietrznemu lub dronowi stać się elektronicznie widocznym to wydatek już od 300 zł! A co najważniejsze, system jest otwarty, można skorzystać z gotowego oprogramowania np. do Wio-Trackera albo napisać swoje własne - można podpiąć odbierane dane do autopilota drona i nauczyć drony omijania innych, itp.

Największą wartością jest to, że powstaje interoperacyjna, rozproszona infrastruktura, której elementy mogą współpracować, wymieniać dane i potencjalnie weryfikować informacje o położeniu bez uzależniania wszystkiego od jednego producenta, jednej aplikacji czy jednej centralnej sieci. Dlatego działania GOPR i TOPR warto postrzegać szerzej niż tylko jako inwestycję w bezpieczeństwo własnych operacji dronowych.

Budując odbiorniki, wykorzystując trackery, testując interoperacyjność i udostępniając infrastrukturę w wyjątkowo wartościowych radiowo lokalizacjach, organizacje ratownictwa górskiego mogą jednocześnie dokładać kolejne elementy do ogólnopolskiej, otwartej sieci Electronic Conspicuity. To podejście odpowiedzialne i bardzo praktyczne: najpierw zadbać, aby samemu widzieć i być widzianym, a przy okazji zbudować coś, z czego mogą korzystać również inni.

I być może właśnie taki model powinien stać się inspiracją dla samorządów, aeroklubów, lotnisk, organizacji pozarządowych oraz innych służb. Nie chodzi o tworzenie kolejnych odrębnych systemów. Przeciwnie, chodzi o dokładanie kolejnych elementów do wspólnej, interoperacyjnej infrastruktury. Innymi słowy odbiorniki zainstalowane w górach przez GOPR/TOPR służą na przykład aeroklubom, a jak np. te zdecydują się na instalację podobnej infrastruktury wtedy staną sie pomocni dla innych.

Słowo o sieci OGN, która stała się bazą do opisywanego standardu

Sieć Open Glider Network, w skrócie OGN, powstała zupełnie spontanicznie: lotnicy, radioamatorzy oraz osoby zainteresowane w/w tematami zaczęli stawiać naziemne odbiorniki OGN czy to na lotnisku, czy to na górce, czy w klubie radiowym i tak powstała sieć, która liczy już kilka tysięcy stacji naziemnym. Trzeba podkreślić fakt, że wszystko to odbywało i odbywa się na zasadzie pro publico bono, ani operatorzy stacji ani samej sieci nie czerpią z tego zysków, nie otrzymują także subwencji ani dotacji, natomiast dane odebrane przez sieć są ogólnie dostępne.

Wraz z siecią OGN pojawił sie także otwarty protokół radiowy OGN, który umożliwiał widzialność w tejże sieci za pomocą prostego urządzenia: trackera. I tutaj znów oddolna inicjatywa sprawiła, że piloci instalowali takie w statkach powietrznych, kluby szybowcowe potrafiły takie zainstalować w każdym szybowcu (pierwszy znany mi to Aeroklub Krakowski w Pobiedniku).

Parę lat temu EASA czyli Europejska Agencja Bezpieczeństwa Lotniczego doceniła tę inicjatywę i rozpoczęła prace nad sformalizowaniem takich rozwiązań. Od kilku miesięcy trwa Flight Campaign w krajach EU mająca na celu przeprowadzenie szerszych testów takiego systemu - formułowany jest także standard ADS-L otwartego protokołu radiowego do celów wymiany informacji o pozycji oraz innych jak chodzi o statki powietrzne.

Masz pytania, pomysł jak włączyć sie do ogólnodostępnej sieci? Napisz do nas: l otniska@dlapilota.pl i podaj swój numer telefonu. Oddzwonię i porozmawiamy.

Paweł Korzec