experimentele sensorintegratie binnen de landmacht

Transcriptie

1 experimentele sensorintegratie binnen de landmacht Ir. A.Kralendonk, JIVC/SATS Met de ontwikkeling van betere sensoren is er steeds meer informatie uit de omgeving te halen. Of het nu gaat om geluid, beeld, beweging of radiosignalen, de COTS en MOTS (Commercial / Military of the Shelf) sensoren worden nauwkeuriger, intelligenter en sneller. Dit biedt enorme kansen, maar het benutten van die kansen is tegelijk ook een enorme uitdaging. intercom jaargang

2 ELIAS met sensorinformatie In het landdomein waar sprake is van een gedecentraliseerd verwerkingssysteem zijn de sensoren vaak aan een enkel voertuig gekoppeld. Er wordt van de operator verwacht dat hij steeds meer observaties kan interpreteren, classificeren en/ of communiceren. Daarbij is de bandbreedte om informatie te delen zeer beperkt wanneer enkel Combat Net Radio s (CNR) beschikbaar zijn. Naast de mogelijkheden om sensorinformatie bij elkaar te brengen op één geografische ondergrond (GIS) zijn de afdelingen SATS (Systemen Applicaties Trainers en Simulatoren) en KIXS (Kennis, Innovatie, experimenten en Simulatie) van DMO/ JIVC ook bezig om experimenteel via een mix aan middelen naast militaire radio s, met Satcom, UHF en LTE een rijkere vorm van dataverkeer te ondersteunen. Tonen en delen Voor het tonen van sensordata op een geografische achtergrond gebruiken we de C2-applicatie ELIAS met een add-on Hyperion. ELIAS (Essential Land-based Information Application & Services) biedt de mogelijkheid om kaartmateriaal en geografische informatie te gebruiken vanuit diverse bronnen, zoals Dienst Geografie, (internationale) partners en diverse open bronnen. Deze geografische informatie kan worden aangevuld met luchtfoto s, oleaten met plan en current informatie en actuele voertuigposities vanuit blue force tracking. De add-on Hyperion biedt vervolgens de interface om de data uit de sensor over ELIAS heen te projecteren. Dit kunnen richtingen zijn van een akoestische of elektromagnetische peiling, maar ook tracks vanuit de radar of beelden van een camera. Door deze data met elkaar te combineren kan een camera bijvoorbeeld met één klik op de kaart inzoomen op een radar track of kan een elektromagnetische peiling gerelateerd worden aan een eigen voertuig. Dit biedt voor zowel de operator als de analist mogelijkheden om de groeiende hoeveelheid informatie sneller te kunnen verwerken. Hier ligt overigens wel een grote uitdaging. De technologie achter sensoren groeit exponentieel, met elke nieuwe versie is er meer mogelijk. Dit zorgt voor technische uitdagingen om nieuwe technologieën op het gebied van datafusie en data verwerking toe te passen (bijv. Big data, machine learning, AI, etc.), maar ook zeker uitdaging op het gebied van adaptiviteit van operationele processen om deze gegevens te verwerken en toe te passen. Daarnaast hebben verwervingsprocessen vaak lange doorlooptijden, waardoor onder de streep het jaren kan duren voordat nieuwe (sensor) technologie benut kan worden. Wanneer de gegevens van de sensor verwerkt zijn, kan informatie van de analist ook gedeeld worden in de C2-keten. Het kan hierbij gaan om een melding van directe dreiging, om de opbouw van situational awareness of om een bijdrage aan situational understanding in het kader van het tactisch besluitvormingsproces. Informatie wordt gedeeld door het plaatsen van NATO symbolen op de gedeelde kaart, maar ook door het verzenden van meldingen, rapportages, chatberichten of oleaten. 34 intercom jaargang 47 1

3 De hoofdgebruiker van Hyperion is momenteel het Defensie Grondgebonden Luchtverdedigingscommando (DGLC) 1. Daar worden de Squire radar, de FLIR camera en de Acoustic Multi Mission Sensor (AMMS) gebruikt voor compound bewaking en voor NATOPS (NA- Tionale OPeratieS) waar high risk events worden beveiligd. Daarom is SATS in nauwe samenwerking met de afdeling KIXS, de kenniscentra en TNO experimenten aan het uitvoeren voor een tweetal Joint ISTAR Commando (JISTARC) eenheden. Dergelijke experimenten bieden mogelijkheden om nieuwe concepten te testen op basis van incrementele ontwikkeling van prototype software. het uitpeilen van (radio) transmissies die vanuit meerdere voertuigen gecombineerd kunnen worden tot kruispeilingen. Deze kruispeilingen leveren samen een Electronic Order of Battle (EOB), wat een beeld schetst van de dispositie van eigen en vijandelijke troepen. In de huidige configuratie is het lastig om data van het sensorvoertuig te delen. De radio s kunnen niet zenden tijdens het meten, er kan maar een beperkt aantal peilingen onthouden worden en er worden alleen peilingen gedeeld die specifiek opgevraagd worden. Gebruikers die informatie delen Experimenten Maar is DGLC de enige eenheid binnen de landmacht met sensoren? Nee, er zijn veel meer sensoren in gebruik, al zijn niet alle sensoren direct aan een kaart te relateren. Ook wordt er bij veel sensoren eigen hardware en software geleverd om de sensor te bedienen en waarnemingen te tonen. De informatie van die sensoren wordt nu veelal via draaistoelinterfaces gedeeld, waarbij tijd en informatie verloren gaan die essentieel zijn voor de operationele processen. Het is dus denkbaar dat een melding van een dreiging te laat komt als een foto of rapport pas op het hoofdkwartier ontvangen wordt een half uur nadat een konvooi de poort uit is gegaan. Daarbij speelt ook dat er vaak geen directe verbinding is van de sensoreenheid naar een hoofdkwartier met genoeg bandbreedte om beelden door te sturen. Sensoren Voor de eenheden 102 EOVcie en 107 ASBt zijn zo signalen uit het elektromagnetisch spectrum en UAV-beelden gekoppeld aan de kaart en deelbaar in zowel de INTEL- als de C2-keten. Geïntegreerde EOV Het experiment Geïntegreerde EOV (Elektronische Oorlog Voering) gaat over Meer data onthouden en delen Als eerste stap in het experiment wordt in elk sensorvoertuig de meta data van peiling opgeslagen. Hiermee komen gegevens over tijdstip, frequentie, bandbreedte, modulatie vorm, etc. beschikbaar om deze lokaal te analyseren. Vervolgens worden gegevens gedeeld met een centraal voertuig, waar de regie over de metingen plaatsvindt. Om peilingen te correleren worden vanuit het centrale regievoertuig Signals of Interest (SOI s) verzonden naar de peilers. Een SOI is een set filters die aangeeft welke peilingen van specifieke frequenties, tijdstippen e.d. gezocht worden. Alleen de peilingen die aan de SOI voldoen worden naar het centrale punt verzonden. Hiermee vervalt de bottleneck dat alleen specifieke metingen worden opgevraagd bij de peiler. Daarnaast is het mogelijk om op een intercom jaargang

4 en bieden zowel meer bandbreedte voor dataoverdracht als de mogelijkheid om gelijktijdig te peilen en data te delen. EOV Experiment Internationale uitwisseling Het is wenselijk ook data van andere EOV-sensoren te verwerken, zowel van internationale partners als van nieuwe systemen als het DPIS (Draagbaar Peil- en Interceptie Systeem). Vanuit de NAVO wordt hiervoor het CESMO 2 (Co-operative Electronic Support Measure Operations) protocol ontwikkeld, dat de meta informatie van EOV-sensoren gestandaardiseerd uit kan wisselen. In het experiment is het ontvangen van metingen vanuit een CESMO hub mogelijk gemaakt. Zo konden peilingen van de (draagbare) DPIS gecombineerd worden met andere peilingen. De CESMO implementatie in het DPIS bleek echter nog niet Lines of Bearing later tijdstip op basis van nieuwe inzichten extra SOI s te verzenden naar de peilers. Zo kan een peiler bij de regie aangeven dat er een interessante meting is gedaan, die via een SOI wellicht gecombineerd kan worden met metingen van andere sensoren. Data sneller delen Om voldoende bandbreedte te hebben voor het verzenden van deze gerubriceerde peilingen is in het experiment een combinatie gebruikt van een BGAN Satcom middel en een Harris 117G UHF radio. De 117G is gebruikt vanwege zijn crypto module. Ook is 4G LTE gebruikt als civiel alternatief voor de BGAN. Beide middelen interfereren veel minder met de peilers volwassen genoeg om meer dan één peiling per opdracht te kunnen verwerken. In theorie kan de CESMO-standaard echter zowel meer eigen sensoren als sensoren van partnerlanden ontsluiten. Automatische correlatie Hoe meer data verzameld wordt, hoe groter de behoefte aan automatische verwerking van de data. In het experiment is voor correlatie een simpele CEP (Circulair Error Probability) methode toegepast. Een kruispunt van 3 of meer lijnen is zelden zo accuraat dat alle lijnen elkaar op 1 punt kruisen. Door van de coördinaten van de kruispunten het gemiddelde en de standaard deviatie te berekenen ontstaat een cirkel waarvan met 50% zekerheid gezegd kan worden dat de zender van het signaal daar heeft gestaan. 36 intercom jaargang 47 1

5 Informatie Bubble rationele Netwerk (POSEIDON). Unmanned Aerial Systems (UAS) of Remotely Piloted Aircraft Systems (RPAS) nemen in het moderne militaire optreden een steeds belangrijkere plaats in. Ook de Nederlandse krijgsmacht maakt gebruik van diverse typen UAS, met name om inlichtingen te verzamelen en de Situational Awareness van commandanten te vergroten. Eén daarvan is de Short range Tactical UAS (STUAS) van het type ScanEagle. Dit systeem is ondergebracht bij 107 Aerial Systems Battery (107 ASBt) binnen het JISTARC. De beelden van de ScanEagle en de analyseproducten van de beeldanalisten dienen binnen dit experiment snel gedeeld te kunnen worden in zowel de INTEL- als de C2-keten. Door de video stream te tonen in combinatie met een footprint op de kaart, kan beeldinformatie sneller geïnterpreteerd worden. Ook kunnen er meldingen van verdachte of bedreigende situaties op het ELIAS-GIS geplaatst worden. Daarnaast wordt het mogelijk om via het ELIAS-netwerk de video stream te comprimeren en live door te sturen naar een andere locatie zoals een Command Post (CP). Het is de bedoeling hiervoor gebruik te gaan maken van de TITAAN infrastructuur. CEP (Circulair Error Probability) Ook hier is nog ruimte voor verbetering, want er zijn vele algoritmes die bijvoorbeeld ook rekening houden met de betrouwbaarheid van een specifieke meeting en dus met veel meer zekerheid een bron aan kunnen geven. De voorlopige resultaten van het experiment zijn zeer positief en de bevindingen worden als input gebruikt voor in het EOV capability upgrade project SAWFISH. POSEIDON Een ander experiment waarbij ontsluiting van informatie de boventoon voert, is het lopende Project Ontsluiting Scan- Eagle Informatie en Data voor het Ope- Video op de kaart intercom jaargang

6 Conclusie Op het gebied van sensorintegratie binnen het grondgebonden optreden is een hoop in beweging. Allereerst omdat de technische mogelijkheden elkaar in hoog tempo opvolgen. Maar vooral omdat de operationele eenheden beseffen dat het toepassen van deze technologische mogelijkheden hun werkwijze (concept of operations) kan verbeteren en misschien wel veranderen. Sneller delen, sneller hergebruiken Door de huidige rapportages te vervangen door het delen van geanalyseerd beeldmateriaal gerelateerd aan de kaart, is het beeldmateriaal sneller te ontvangen en in context te zien voor de ontvanger. Dat kan ervoor zorgen dat de STUAS-eenheid zijn tijd-kritische informatie sneller kan verzenden naar de operationele gebruiker in de C2-keten. Zo kan bijvoorbeeld op basis van een live feed of statisch beeldmateriaal ook vuursteun aangevraagd worden. Iets wat mogelijk wordt door een andere add-on van ELIAS, de vuursteun applicatie AFSIS, te combineren in deze oplossing. Beelmateriaal en positie-informatie (coördinaten) kunnen automatisch gebruikt worden om het vuursteunproces binnen AFSIS te starten. Hiervoor is geen handmatige overslag nodig. Dit verhoogt de snelheid en vermindert de kans op fouten. Tot slot dienen de STUAS producten ook aangeboden te kunnen worden aan de zogenaamde Coalition Shared Database (CSD). Dit moet gebeuren op basis van de MAJIIC-standaard 3 (Multi-intelligence All-source Joint ISR Interoperability Coalition). Op deze manier kunnen STUAS inlichtingenproducten niet alleen nationaal maar ook internationaal uitgewisseld en opgevraagd worden. SATS en KIXS ondersteunen de operationele gebruikers bij dergelijke CD&E-trajecten (Concept Development & Experimentation). Op deze manier kan de integratie van sensoren binnen de INTEL- en C2-keten stapsgewijs verbeterd worden. Bij iedere stap ontstaan weer nieuwe ideeën en mogelijkheden. Met de ontwikkelingen in de technologie (denk aan Big Data en), met SATS als in-house ontwikkelaar/ integrator en met KIXS als facilitator voor CD&E is het eind nog lang niet in zicht en kan de gebruiker profiteren van operationeel relevante verbeterstappen. 1 Zwarts, LtKol F.A., Grondgebonden luchtverdediging, ARTE PUGNANTIBUS ADSUM nr 104 (December 2015): Thaens, I. R. NATO Cooperative ESM Operations: Publish or perish. 3 Kreitmair, Thomas, and Diana Norgaard. Use of Simulations in Support of the Multi-Sensor Aerospace-Ground Joint ISR Interoperability Coalition (MAJIIC) Project. Improving M&S Interoperability, Reuse and Efficiency in Support of Current and Future Forces (2007): intercom jaargang 47 1