Zespół z UWM pracuje nad precyzyjnym pozycjonowaniem GNSS

Pracownicy Katedry Geodezji na Wydziale Geoinżynierii UWM w Olsztynie dali już się poznać jako specjaliści od badań w zakresie rozwoju nawigacji satelitarnej, dlatego chętnie zapraszani są do zespołów międzynarodowych. Na zaproszenie Niemieckiej Agencji Kosmicznej przedstawiciele UWM testują właśnie modele jonosfery.

Prof. Jacek Paziewski i prof. Paweł Wielgosz

Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) zajmuje się opracowywaniem i wdrażaniem europejskiej polityki kosmicznej. Dofinansowuje badania z kluczowych dla swojej strategii działań i ogłasza konkursy na ich realizacje. Aby zawiązać międzynarodowe konsorcjum, zdolne pozyskać finansowanie w konkursie, ważne jest znalezienie wiarygodnego i doświadczonego partnera.

– To, że wystartowaliśmy w konkursie „Space” jako partner Niemieckiej Agencji Kosmicznej, jest następstwem wcześniej zrealizowanego projektu – mówi prof. Paweł Wielgosz, kierownik Zespołu Zaawansowanych Metod Opracowania Obserwacji GNSS. – Zostaliśmy zaproszeni, bo sprawdziliśmy się jako kompetentny partner w badaniu wpływu jonosfery na nawigację satelitarną na wysokich szerokościach geograficznych, a konkretnie w Grenlandii. Tamten projekt realizowaliśmy w konsorcjum z Uniwersytetem w Oslo, który był liderem, oraz z Niemiecką Agencją Kosmiczną – zaznacza i dodaje, że było to możliwe dzięki kompetencjom zespołu w zakresie algorytmów dotyczących precyzyjnego pozycjonowania. – Tworzymy takie algorytmy i jesteśmy w tym zakresie rozpoznawani na świecie. Te kompetencje są również szczególnie potrzebne przy nowym projekcie – tłumacz.

Na czym polegają badania realizowane we współpracy z Niemiecką Agencją Kosmiczną?
– Celem projektu jest stworzenie nowych modeli niwelujących niekorzystny wpływ jonosfery na precyzyjne pozycjonowanie systemami nawigacji satelitarnej GNSS z wykorzystaniem dodatkowych satelitów na niskich orbitach. Lider jest głównie odpowiedzialny za opracowanie nowych modeli, a naszym zadaniem, do którego zostaliśmy zaproszeni, jest przetestowanie tych modeli w precyzyjnym pozycjonowaniu satelitarnym GNSS – mówi dr hab. inż. Jacek Paziewski, prof. UWM i kierownik projektu.

– Dotychczasowe metody modelowania jonosfery czy wyznaczania całkowitej wartości elektronów w jonosferze bazują głównie na pomiarach satelitarnych GNSS rejestrowanych przez odbiorniki znajdujące się na powierzchni Ziemi. Sygnał z satelity przebiega przez jonosferę, gdzie jest zniekształcany, a następnie rejestrowany jest przez odbiornik naziemny. My te sygnały opracowujemy i na tej podstawie jesteśmy w stanie określić degradację sygnału wywołaną wpływem jonosfery. Od pewnego czasu umieszczane są także specjalne odbiorniki GNSS na satelitach niskoorbitralnych – na orbitach powiedzmy między 600 a 1300 km. To daje nam nowe, unikalne dane, które pozwalają lepiej modelować górną część jonosfery, ale do tego trzeba opracować nowe narzędzia matematyczne. I w tym projekcie celem jest opracowanie takich narzędzi matematycznych, które pozwolą na generowanie lepszych modeli opisujących jonosferę – mówi prof. Paweł Wielgosz.

W projekt jest zaangażowany sześcioosobowy zespół naukowców z Katedry Geodezji, która ma duże doświadczenie w realizacji badań w partnerstwie międzynarodowym. Obecnie naukowcy pracują w projektach finansowanych ze środków Horyzont Europa, NCBiR i NCN, a także kilku przyznanych przez Narodowe Centrum Nauki. Dotyczą one różnych aspektów nawigacji satelitarnej. Składy zespołów zależą od projektu i kompetencji pracowników. Projekt z Niemiecką Agencją Kosmiczną, którego kierownikiem jest prof. Jacek Paziewski, ruszył w listopadzie 2023 i potrwa rok.

– Projekt ma różne kamienie milowe. Odbywają się cykliczne spotkania z liderem oraz instytucją finansującą – ESA, rozliczające poszczególne etapy projektu. Zaczynamy nasz główny etap polegający na przetestowaniu w praktyce opracowanych, nowych modeli jonosfery – mówi prof. Jacek Paziewski.
Z rozwiązań testowanych w projekcie będą mogły korzystać np. firmy logistyczne i te, które wykorzystują w swojej pracy autonomiczne drony.
– To, czym się zajmujemy, pozwala zmniejszyć niekorzystny wpływ jonosfery na wyniki pozycjonowania i poprawić jego dokładność, np. żeby paczka trafiła pod właściwe drzwi – dodaje prof. Wielgosz.
– Uogólniając, wyniki projektu mogą być zastosowane wszędzie tam, gdzie potrzebna jest precyzyjnie wyznaczona pozycja – podkreśla prof. Paziewski.
Projekt jest finansowany przez Europejską Agencję Kosmiczną.

Anna Wysocka, UWM