Revista >> Noiembrie 2025 [Nr. 278] >> Cercetare & Invatamant superior

Contribuția ICPE-CA în dezvoltarea tehnologiilor reziliente pentru navigație, comunicații și control aplicate vectorilor aerieni și maritimi în contexte electromagnetice ostile

Gl. bg.(r.) dr. ing. Mircea Popescu, responsabil de proiect ICPE-CA

25 Noiembrie 2025

Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare pentru Inginerie Electrică ICPE-CA, în parteneriat cu BlueSpace Technology S.A, în calitate de coordonator, Autonomous Flight Technologies R&D S.R.L. și AVI S.R.L, în calitate de parteneri, au lansat recent proiectul „Sistem Tehnologic Integrat Inovativ Pentru Creșterea Rezilienței Controlului şi Comunicațiilor Adaptat Vectorilor de Transport Aerian sau Maritim – AIR_NAVY_SYS”, finanțat prin Programul PoCIDIF de către Autoritatea Națională pentru Cercetare, prin Direcția Generală Organism Intermediar pentru Cercetare. AIR_NAVY_SYS reprezintă unul dintre cele mai ambițioase demersuri românești în domeniul tehnologiilor reziliente pentru navigație și comunicații, un proiect necesar şi util în contextul creșterii exponențiale în ultimul deceniu a riscurilor asociate bruiajului electromagnetic, spoofing-ului și interferențelor radio intenționate sau accidentale, pe fondul utilizării intense a tehnologiilor GNSS în aplicații civile și de securitate.

Evoluția rapidă a platformelor autonome, vehiculelor aeriene pilotate opțional (OPV), dronelor maritime (USV) și a sistemelor inteligente de supraveghere și control determină o transformare profundă a tehnologiilor de radionavigație, comunicații și poziționare.Tehnologiile GNSS (Global Navigation Satellite System) reprezintă fundamentul majorității sistemelor moderne de poziționare, navigație și sincronizare. Vehiculele aeriene și maritime autonome depind de disponibilitatea și integritatea semnalelor GNSS. În acest context critic a fost conceput proiectul AIR_NAVY_SYS, al cărui obiectiv general este realizarea unui sistem tehnologic multi-domeniu, integrat, inovativ de creștere a rezilienței radionavigaţiei, controlului și comunicațiilor aferente vectorilor de transport aerian sau maritim.
În perioada octombrie 2025-septembrie 2028 va fi dezvoltat și implementat un sistem tehnologic integrat și inovativ menit să îmbunătățească semnificativ reziliența și securitatea controlului și comunicațiilor pentru vectorii de transport aerian și maritim. Acest sistem trebuie să fie capabil să protejeze și să optimizeze funcționarea infrastructurii de transport prin abordarea provocărilor legate de interferențele electromagnetice intenționate și alte amenințări cibernetice, să îmbunătățească precizia și fiabilitatea sistemelor de radionavigație GNSS și să asigure o comunicare continuă și sigură.
Prin implementarea proiectului se urmărește dezvoltarea de vehicule aeriene opțional pilotate și drone maritime de tip USV dotate cu sisteme de radionavigație GNSS reziliente. Aceste rezultate contribuie la creșterea capacităților de control și comunicare în medii critice, ceea ce are implicații semnificative pentru securitatea și eficiența operațiunilor de transport aerian și maritim. Reziliența GNSS este esențială pentru a asigura funcționarea continuă a acestor sisteme în condiții adverse, ceea ce face proiectul durabil din punct de vedere tehnologic.
Consorțiul va proiecta, dezvolta și testa următoarele componente funcționale, integrabile (hardware și software) în prototipul AIR_NAVY_SYS: vehicul aerian opțional pilotat (OPV) și dronă maritimă de tip USV echipate cu sisteme de radionavigație GNSS reziliente; sistem adaptiv de protecție la bruiaj și atacuri spoofing GNSS; sistem de radionavigație alternativă; sistem de comandă și control (C2) pentru operarea și monitorizarea vectorilor autonomi; sistem de conversie a vehiculelor pilotate în vehicule autonome, testat în condiții reale.

ICPE-CA, un partener strategic
INCDIE ICPE-CA joacă un rol major, atât prin expertiza științifică în compatibilitate electromagnetică și metode de radionavigație, prin cercetarea industrială şi dezvoltare experimentală a modulului adaptiv de protecție a receptorului GNSS la bruiaj și atacuri spoofing, a sistemului de radionavigație alternativă, cât și prin participarea direct în colaborare efectivă cu IMM-urile la integrarea, testarea și validarea acestor module pe vectorii de transport aerian sau maritim (USV/OPV), dezvoltaţi în proiect la nivel de maturitate tehnologică TRL8.
În cadrul proiectului ICPE-CA va desfășura analize complexe asupra rețelelor de antene GNSS cu carcateristică de directivitate adaptivă și sistemelor de radionavigație non-satelitară. Institutul va elabora documentații tehnice și cerințe operaționale care definesc arhitectura completă a sistemului AIR NAVY SYS. Echipa de cercetători va defini soluția constructivă integrată şi va dezvolta modelele funcționale ale antenelor adaptative, arhitectura soluției alternative de radionavigație și va elabora documentația tehnică integrată.
ICPE-CA va participa direct în dezvoltarea prototipurilor de vehicul aerian opțional pilotat (OPV) și dronă maritimă de tip USV echipate cu sisteme de radionavigație GNSS reziliente astfel:
• Echipa de experţi ICPE-CA va stabili variantele tehnologice pentru rețeaua de antene GNSS și soluția de radionavigație alternative, care vor fi integrate în prototipul AIR_NAVY-SYS.
• Va participa la fabricaţia lotului prototip integrat, testarea preliminară a acestuia şi demonstrarea funcţionalităţii prototipului (TLR 6) prin realizarea rețelei de antene și soluția de radionavigație alternativă și va participa la integrarea și testarea preliminară a lotului prototip (nivel TRL6); ICPE-CA va colaboara la proiectarea şi realizarea de componente pentru standul de testare a lotului protip integrat în condiţii relevante de funcţionare în mediu industrial.
• Va contribui la definitivarea tehnologiei integrate și aplicarea acțiunilor corective pentru realizarea lotului prototip optimizat,
• Va participa la fabricația lotului prototip industrial, testarea și caracterizarea acestuia în condiții operaţionale. Echipa ICPE-CA va contribui la realizarea standului de testare în mediu operaţional.
• Va coopera cu IMM-urile din consorţiu la validarea și certificarea operţională a sistemului de tehnologic integrat pentru creşterea rezilientei controlului și comunicațiilor, adaptat vectorilor de transport aerian sau maritim (nivel TRL8),
În perioada de desfăşurare a proiectului ICPE-CA va organiza sesiuni de transfer tehnologic, vizite tematice și diseminarea cunoștințelor către IMM-uri și partenerii industriali. Cercetătorii organizaţiei de cercetare vor participa alături de parteneri la activităţi de diseminare şi la manifestări tehnico-ştiinţifice în domeniul de cercetare abordat în cadrul proiectului.

Provocările ştiinţifice şi tehnice
Gradul de noutate al proiectului constă în: ● sistemul adaptiv de protecție a receptorului GNSS la bruiaj radio şi atac spoofing (bazat pe rețea de antene cu directivitate adaptivă); ● automatizarea proceselor de recepție radio, detecție, identificare şi alertare, aferente interferențelor GNSS (bruiaj, spoofing); ● dezvoltarea unei soluţii de radionavigaţie alternativă bazată pe semnele recepţionate de la emiţătoare terestre; ● implementarea în componenţa RF a tehnologiilor moderne tip Software Defined Radio (SDR), iar în componenţa software a tehnologiilor open source pentru procesarea semnalelor radio recepționate; ● conversia vehiculului aerian/maritim cu om la bord în vehicul autonom UAV/USV; ● scalabilitatea platformei propuse; ● dezvoltarea de conectori pentru alte platforme de comandă, control drone; ● integrarea celor două soluţii GNSS şi de radionavigaţie alternativă cu diverse alte tipuri de senzori de navigaţie aeriană/maritimă.
În acelașii timp, gradul de complexitate al platformei este ridicat, datorită diversității tipurilor de blocuri funcționale oferite, precum și multitudinii componentelor tehnologice ale platformei, dar şi a condiţiilor restrictive sub aspectul greutăţii, volumului, alimentării față de posibilităţile oferite de vectorii autonomi, așa cum reiese și din arhitectura tehnică.

Pentru a atinge obiectivele specificate în propunerea de proiect, consorţiul va proiecta, dezvolta și testa următoarele compenente funcționale, integrabile (hardware şi software) în prototipul AIR_NAVY_SYS:

M1 – Sistem adaptiv de protecție a receptorului GNSS la bruiaj radio şi atac spoofing asigură la nivelul receptorului GNSS (prin tehnica CRPA) identificarea direcției semnalelor de bruiaj/spoofing RF în timp real, ajustând apoi amplitudinea și faza pentru fiecare element de antenă pentru a minimiza recepția de semnal în direcția interferențelor RF, generează nul în caracteristica de directivitate în direcția de bruiaj/spoofing și menține o recepție rezonabilă în direcțiile sateliților GNSS. De asemenea, în caz de bruiaj sistemul transmite comenzi către componenta C2 mobilă a UAV/USV pentru activarea măsurilor de redundanţă şi protecţie a dronei.

M2- Sistemul de radionavigaţie alternativă asigură creşterea rezilientei sistemelor de radionavigaţie a vectorilor autonomi aerieni sau maritimi, în condiţii de bruiaj sau indisponibilitate a serviciilor satelitare din sistem GNSS. Această creştere a rezilienței se concretizează în îndeplinirea misiunii vectorului autonom chiar şi în medii ostile, raportate la perturbarea intenţionată sau neintenţionată a serviciuui GNSS. Sistemul se bazează pe detecţia semnalelor radio provenite de la surse de emisie terestre a căror coordonate geografice sunt cunoscute şi prin procesarea semnalelor se estimează poziţia vectorului în funcţie de nivelul de câmp electric sau de direcţia unghiului de sosire a energiei de la sursa terestră la vector (fig. 2).

M3 – Sistemul de comandă și control al AIR_NAVY_SYS asigură integrarea şi administrarea componentelor software ale sistemului, asigură operarea şi monitorizarea a mai multor vectori autonomi şi de tipuri diferite (UAV, USV), asigură planificarea misiunilor particularizat pe tipuri de UAV/USV, asigură misiuni controlate de pe mai multe GCS-uri, interfețe C2 pentru integrarea datelor cu alte sisteme C2, se bazează pe tehnologie open source. Accesul la resursele întregului sistem va fi acordat pe baza unui algoritm ce permite accesul simultan sau concurent la tipurile de subsisteme, cu arhitectură client/server şi multi-user. Stația de comandă și control de la sol este integrată într-un container.