Forschungsprojekt Galileo Search and Rescue

Transkript

1 Forschungsprojekt Galileo Search and Rescue Lawine - eine erste Galileo Anwendung im Bereich Lawinenrettung Gmunden, Satellitennavigation Lösungen für Sicherheit und Rettung Holger Schulz, M. Systems Eng. Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik Projektzentrum Prien

2 Fraunhofer-Gesellschaft 60 Institute in Deutschland ca Mitarbeiter über 1,5 Mrd. Umsatz mehr als 1,3 Mrd. in Vertragsforschung Joseph von Fraunhofer ( ) Forscher, Erfinder und Unternehmer Außenstellen in Europa, USA, Asien, Naher Osten

3 Die Fraunhofer-Idee Formen der Zusammenarbeit Auftragsforschung Technologietransfer Gemeinschaftsforschung

4 DAS FRAUNHOFER IML PROJEKTZENTRUM IN PRIEN Projektzentrum Verkehr, Mobilität und Umwelt Verkehr & Transport Informationslogistik Sicherheitslogistik Mobilitätsmanagement Telematiksysteme Prozessoptimierung i im Gesundheitswesen Tourismuslogistik Informationssysteme mit Ortsbezug mobile Satelliten-Navigations- Anwendungen Innovative Konzepte für Gütertransporte Straße / Schiene Kombinierter Verkehr Werksverkehr Umschlagplanung Transportoptimierung Verkehrsplanung (ÖV, IV, Simulation) Rettungskräftemanagement Versorgungssicherheit für Güter und Personen Telematik im Gesundheitswesen Informationsmanagement für Gefahrguttransporte Schutz sensibler Daten Dynamische Verkehrsleitsysteme

5 Forschungsprojekt Galileo Search & Rescue Lawine Entwicklung eines Systems, das ein schnelleres und einfacheres Auffinden Lawinenverschütteter unterstützt. Auftraggeber: BMWi, DLR Ziel: Nutzen: Exakte 3D Positionsbestimmung im Gebirge Nutzung von GATE und Galileo Anwendung der Satellitennavigation zur Ortung und Suche Reduzierung der Rettungszeit Schnelle Ortung der Verschütteten Hochgenaue Ortung Reduzierung der Suchzeit Anwendung auch in anderen SAR Bereichen Ad hoc infrastructure to locate missing people

6 Projektpartner protime, (Technische Projektleitung, Entwicklung Hardware, Software und Firmware der SatNav Systeme, Basis der Rettungszentrale) Fraunhofer IML (wissenschaftliche Begleitung, Konzeption und Planung, Prozesse und Logistik, Projektmanagement) Umsetzungspartner: Hochschule Rosenheim / Bereich Elektro- und Informationstechnik Volmer Informationstechnik (Mechanik, Anwendungstest) Anwendungspartner: Initiative Satellitennavigation Berchtesgadener Land Bergwacht Berchtesgaden Bayerische Polizei Das Vorhaben Galileo SAR Lawine wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie durch die Raumfahrtagentur des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.v. unter dem Förderkennzeichen 50 NA 0719 gefördert. Trainingszentrum Bundespolizei

7 Galileo Testgebiet GATE Test und Demonstration des Systems mit GATE Einbeziehung der GATE-Ortung Anwendungstests im GATE-Gebiet Galileo Anwendungsentwicklung GATE: - Galileo Test-und Entwicklungsumgebung - im Auftrag des DLR (German Aerospace Center) Was ist GATE 3D-Sicht auf das GATE-Testgebiet in Berchtesgaden - bodengestütztes Funknavigationssystem unter Verwendung von Galileo-Signalen - Basierend auf stationären, terrestrischen Sendestationen (8 Sendestationen)

8 Die Versuchung Schneewelt Tourengeher Variante Skifahrer Free rider Snowboarder Eiskletterer Schneeschuhwanderer ist nicht immer ungefährlich

9 Aufgabenstellung Aufgabe -A- Bei der Rettung von Verschütteten kommt es bei der Suche auf jede Minute an. die meisten alpinen Bergwanderer bzw. Skitourengeher sind mit üblichen Lawinenverschüttetensuchgeräten (LVS- Geräten) ausgerüstet analoge Sendetechnik auf 457 khz (Standard) LVS-Gerät (Piepser) als Sender üblich und gut zum Orten von Verschütteten nur bedingt geeignet, da zeitaufwendig und schulungsintensiv. Variantengeher haben oft kein LVS! Aufgabe -B- Verschüttete ohne Lawinenpiepser weitere Ortungsmöglichkeiten Mobiltelefon sehr hohe Verbreitung technische Herausforderung in Kombination mit Ortsinformation hier realisierbar

10 Lawinenrettung anhand LVS-Geräte by Georg Sojer Überlebenszeit ca. 30 m vielleicht mehr Grobsuche Feinortung Punktortung Sondierung Grabung Problemstellung: - Einfach- oder Mehrfachverschüttungen aufgrund von Lawinen - Professionelle Skifahrer verwenden die üblichen Lawinenpiepser - Rettungskräfte orten teilweise mit einer 30 Jahre alten Technologie - Mobiltelefone werde nicht geortet - Verschüttete ohne Lawinenpiepser sind so gut wie verloren LVS Grobsuche Feinortung Punktortung Sondierung Grabung S GSAR Grobsuche Ortung o n Grabung 0% 20% 40% 60% 80% 100%

11 Positionsbestimmungsansatz Die neue Ortungsmöglichkeit (basierend auf GNSS) , Herkömmliche s Suchgerät LVS Suche entlang der Feldlinie, zeitaufwendig, teilw. ungenau Verschütteter Sender LVS 1 GSAR Lawine Messung der Feldstärke / - richtung (3D) mit Ortsbezug, genau, sofort innerhalb von ca. 30 Sekunden Die präzise Lage der Magnetfeldquelle (LVS Sender) wird über einen Algorithmus berechnet! (Lawinenpiepser 457 khz)

12 Kernpunkte Galileo SAR Lawine Projekt Galileo SAR Lawine (Inhalt / Technik) - Nutzung des Feldlinienmodells zur Senderortung - Einbindung alternativer SatNav Empfängertechnik - Multi SatNav Empfänger - hochgenaue h Position zu lokalem l Fixpunkt Lokalisierungsgenauigkeit von Lawinenpiepsern ca. 10 x 10 x 10 cm

13 Positionsbestimmungsansätze Variante 2: Verwenden einer mobilen Messantenne und einer ortsfesten Basisstation Aufnahme mehrerer Messwerte an verschiedenen Stellen mit der tragbaren Messantenne Ermittlung des relativen Abstandes zwischen dem Empfänger und der ortsfesten Basis Positionsbestimmung des Senders durch Algorithmus in der Zentrale (Laptop) Darstellung des relativen Standorts au dem Suchgerät theoretisch auch mit Drohne möglich!

14 Galileo SAR Avalanche

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18 Galileo SAR Lawine Demonstration Demonstration des Gesamtsystems: : Galileo Testgebiet Berchtesgaden (GATE) : Trainingszentrum der Bundespolizei (Kührointhaus) - erfolgreiche Praxistests unter Echtzeitbedingungen: - erfolgreiche Vorführung des Gesamtsystems mit allen 3 Satellitensysteme (GPS, Galileo, GLONASS) (= weltweit erstes erfolgreicher Test, inklusive eigenem Galileo-Empfänger) - Ortung der exakten Lage des Lawinenpiepsers (x/y/z- Koordinaten (Richtung, Entfernung und Tiefe)) jeweils mit einer Genauigkeit von <10 cm. - mehrere Wiederholungen (ca. 5) des Suchvorgangs durchgeführt alle erfolgreich bestanden.

19 1. Demonstration Galileo Testgebiet Berchtesgaden (GATE)

20 1. Demonstration Galileo Testgebiet Berchtesgaden (GATE)

21 2. Demonstration Trainingszentrum der Bundespolizei (Kührointhaus)

22 Projekterweiterung / Handyortung Luftrettung Ortung von verschütteten Handys Ek Erkenntnis: Bundespolizei - Großteil der Skifahrer tragen Mobiltelefone bei sich - System zur Handyortung wird benötigt - Breites Spektrum an Anwendungsmöglichkeiten der Handyortung: Ot Ortung von Vermissten (Bergwanderer) Ortung bei Katastrophen (Einstürze, ) etc. Bergwacht - Zell-Ortung viel zu ungenau Herausforderung der Handyortung - Mobiltelefon muss zur erfolgreichen Ortung aktiviert werden, d.h. zum Senden angeregt werden.

23 Handyortung Handyortung sswerte in A/m Mes 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Samsung SGH Z Abstand in cm Samsung SGH Z 630 Lösungsansatz - Algorithmus für Handyortung bestimmen - Messtechnik für Handyortung in Galileo SAR Lawine System integrieren - Handy in geeigneter Weise ansprechen - Messung in Luft und Schnee Messung des Handy-Feldes möglich - Netz- Empfang auch bei vollständiger Schneebedeckung vorhanden (Tiefe ca. 85cm) - Deutlich erkennbarer Signalverlauf Erste Labor- und Freifeldversuche (ohne Schnee) deuten auf eine Positionsgenauigkeit von < 1m hin.

24 Galileo Masters winner of Bavaria The Avalanche Rescue Navigator - ARN Wolfgang Inninger, scientist at Fraunhofer Institute IML, Project Center Prien in cooperation with Gerd Waizmann, protime GmbH.

25 Avalanche Rescue Navigator ARN Umsetzung des Projekts Galileo SAR Lawine in die Idee Avalanche Rescue Navigator ARN Merkmale ARN: - Ortung von: - Lawinenpiepsern (LVS-Geräten) - Mobiltelefone - Anzeige von Mehrfachverschütteten (inklusive deren exakten Tiefe) - Rettungsplan für Verschüttete möglich - hochpräzise Ortung - aktuelle LVS-Gerätetechnologie kann durch ARN verbessert werden - ARN ist Lawinenpiepser der (über-) nächsten Generation

26 weitere Anwendungsmöglichkeiten Personen in zerstörten Gebäuden 1. Handy von Vermissten / Verschütteten wird zum Funken angeregt 2. Hochpräzise Ortung der Opfer 3. Navigation der Rettungskräfte sitionen n rschütteten Auffinden von Verletzten Erdbeben Gasexplosionen /(Dach-) Einstürze Murenabgänge / Schnelle und gezielte Hilfeleistung

27 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Holger Schulz, M. Systems Eng. Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML Joseph-von-Fraunhofer Str Prien a. Chiemsee Holger.Schulz@prien.iml.fraunhofer.de Tel.: /