Una introducción a la tecnología radar SAR en UAV

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El origen de la tecnología radar, como otras muchas tecnologías, tiene su procedencia en el ámbito militar a mediados del siglo pasado. Sin embargo, y aunque sigue teniendo una gran importancia en dicho ámbito, progresivamente se ha ido incorporando a aplicaciones civiles, ya que, en los últimos años, las perspectivas de uso en este ámbito están creciendo enormemente con el abaratamiento del hardware asociado.

Los principios físicos de las tecnologías radar no difieren de otras tecnologías láser más conocidas, o al menos más intuitivas. El LiDAR, por ejemplo, envía un láser (onda electromagnética) a un punto y registra su rebote, obteniendo así información de la onda recibida. En el SONAR se usan ondas sonoras (no electromagnéticas), pero seguimos empleando principios físicos análogos.

Nuestra tecnología, además, emplea técnicas SAR (apertura sintética radar )para mejorar la calidad de la imagen. Para entender cómo funciona el SAR usaremos una analogía con nuestro propio sentido de la vista. Imaginémonos en una lugar con poca luz. Delante tenemos un objeto irregular en 3D. Nos piden que describamos su forma sin acercarnos a menos de 3 metros. Para ello, nos dan solamente una linterna. Lo que haríamos es alumbrar el objeto con la linterna e ir moviéndonos alrededor. Toda la información almacenada en nuestra memoria la procesaríamos cognitivamente para conformar una imagen 3D con cierta precisión. Pues bien, la tecnología SAR funciona exactamente igual. El foco de luz de la linterna es el transmisor radar, y nuestro sentido de la vista es la antena receptora radar.

En cuanto al GPR (Ground Penetrating Radar), es el término que agrupa a todas las tecnologías radar empleadas en la detección de objetos o eventos bajo tierra.

¿Qué problemas solucionamos?

Nuestra tecnología radar 3D GPR SAR embarcado en UAVs soluciona distintas necesidades en cuanto a aplicaciones de detección bajo tierra. Después de un año de exploración con potenciales clientes y usuarios, estás son las aplicaciones que consideramos de mayor interés:

  • Mapedado de infraestructura y canalizaciones bajo tierra: las compañías no tienen ahora mismo un método o tecnología suficientemente preciso y asequible para llevar a cabo esta tarea.
  • Detección de minas antipersona: existen países como Angola con una problemática derivada de la posguerra muy importante en cuanto a la existencia de minas no detectadas. Necesitan formas de detectar y desminar una gran parte de su territorio.
  • Otras aplicaciones: detecciones arqueológicas o batimetrías en ríos son otras posibles aplicaciones.

El uso de UAVs para portar el radar plantea múltiples retos, pero aporta muchas ventajas. Las principales son:

  • Acceso a zonas con las que no se podría acceder con otro vehículo.
  • Automatización de la tarea de inspección de una zona, con el consiguiente ahorro.

La importancia de las señal GNSS y Galileo

El uso de la señal GNSS es fundamental en nuestra solución. La disponibilidad y calidad hoy en día de esta señal incrementa el rendimiento de nuestro sistema. Empleamos doblemente la información GNSS:

  • Por una parte, necesitamos la señal para planificar la ruta del UAV en la etapa de recolección de la información radar. El vuelo debe tener una precisión centimétrica para que la información geo-referenciada tenga la precisión adecuada.
  • En una segunda fase post-procesamos con los algoritmos de apertura sintética la información radar, teniendo en cuenta los datos de posición de cada dato y los de su vecindad.

Para incrementar la precisión, usamos también otras técnicas como RTK y PPK.

Las sinergias entre Copernicus y los UAVs

Los UAVs están abriendo nuevos caminos que, hasta hace poco, parecían imposibles de explorar. La novedad se convertirá progresivamente en necesidad, y estos en un medio o vehículo imprescindible para algunas tareas. Esta normalización del uso del UAV generará una evolución más rápida de los servicios y, por lo tanto, del desarrollo de las cargas útiles.

La información satelital relativa a la observación de la tierra, obtenida vía constelación Copernicus,  está siguiendo un proceso similar. Cada vez hay más datos disponibles de los que están surgiendo nuevos servicios. En nuestro caso, por ejemplo, el satélite Sentinel 1, nos permite disponer de datos radar SAR en algunas bandas.

No parece descabellado pensar que tanto la tele-detección a través de UAV como la tele-detección satelital sufrirán un proceso de convergencia, en el que los servicios ofrecidos a empresas e instituciones dependerán tanto de la capacidad que se espera de los satélites en cuanto a detección temprana, como de las ventajas de los UAVs en cuanto a la detección precisa y a la resolución temporal.