Sistemas de localización aplicados a sistemas de mando y control para gestión de emergencias

Abstract

[ES] El posicionamiento global es una herramienta creada inicialmente con fines militares para la estimación precisa de posición, velocidad y tiempo, sin embargo cada día es más evidente que la demanda de aplicaciones para el campo civil crece, por lo cual también es creciente la motivación a generar técnicas que aumenten la precisión y la rapidez en la recepción de datos, como es el caso del DGPS (Differential Global Position System) y el AGPS (Assisted Global Position System). Sin embargo, las aplicaciones civiles son muy variadas; desde la localización de un barco en medio del océano donde la precisión puede tener un margen de error de varios metros y no hace falta un receptor demasiado sensible, hasta la localización de una persona o de una cosa en un escenario de emergencia y dentro de un entorno que se comporte como Indoor, donde el sistema debe ser lo suficientemente preciso y rápido, y debe contarse con un receptor muy sensible, de lo contrario no serían verdaderamente útiles en una situación como esta. La densidad del follaje en zonas boscosas y las construcciones en las zonas urbanas son, entre muchas otras, situaciones que hacen que un entorno se comporte como un ambiente Indoor a la hora de recibir una señal de GPS incluso estando aparentemente en situación de exterior. Un ejemplo muy específico de esta circunstancia se encuentra a la hora de gestionar una emergencia por medio de un sistema C4ISR (Command, Control, Communications, Computers, Intelligence, Surveillance and Reconnaissance) que es el sistema para el cual este proyecto plantea una solución integral de localización. Solución que pretende ser lo más precisa y rápida de acuerdo a las posibilidades y exigencias que ofrece el sistema C4ISR y teniendo en cuenta, sin duda, en nivel de desarrollo tecnológico en el que se encuentran actualmente los sistemas de localización y de posicionamiento global. Este sistema C4ISR específico describe una solución para la evacuación de un incendio forestal como ejemplo de todos los sistemas de emergencia que se pueden encontrar. Este sistema muestra que a nivel de posicionamiento global la solución óptima no es de posicionamiento exterior dado que el follaje de los árboles genera un sistema Indoor aunque se este a campo abierto, sin embargo, tampoco puede pensarse en una solución típicamente Indoor por que estas requerirían de una infraestructura de comunicaciones específica que por supuesto no sería posible instalar en cietos ambientes y menos aún en una emergencia. Lo anterior muestra entonces que un posiciomaniento global adecuado para nuestro sistema, debe ser uno que funcione normalmente en exteriores, pero que tenga capacidad de tomar señales débiles del satélite, de forma que pueda actuar como un sistema Indoor. Teniendo en cuenta también que el sistema debe ser de rápido acceso porque en circunstancias de emergencia no solo cuenta ubicar a la persona si no que además esto tiene que hacerse en un tiempo oportuno ya que esta puede estar en peligro, y de la forma más precisa posible porque los factores de la emergencia o desastre, (humo, agua, confusión, etc), pueden hacer que una presición con error de 10 o 15 metros no sea suficiente para hallarle. Esta solución como se verá más adelante se plantea como el posicionamiento A-GNSS (Assisted Global Navigation Satellite System). Sin embargo, no siempre una solución de posicionamiento global es la más adecuada, porque si nos encontramos en una situación en la que, por cualquier razón, no se cuenta con el apoyo de una red celular que es quien asiste al GNSS, entonces podemos recurrir a los enlaces Wimax y Wi-fi de las redes de combate y táctica del sistema C4ISR para un pocisionamiento de último recurso por medio de las posibilidades de localización WLAN. Finalmente se pretende integrar todas las soluciones de localización en un hardware adecuado tanto en sus prestaciones como en su portabilidad.

[EN] The global positioning system is a tool created initially for military purposes to accurately estimate the location, speed and time. However, every day, it's evident the demand for this type of applications in the civil field too. Thus, increasing their motivation to generate new techniques that require better accuracy and speed in the data reception such as the DGPS and AGPS cases. In the civil field has many applications, for example the location of the ship in the middle of the ocean where the error margin accuracy is in the order of few meters, and it is not important to have a sensitive receiver, and the location of people and assets in an indoor environment in case of emergency. For this particular case, the system should be accurate and fast enough, and should have a very sensitive receiver, otherwise it won't be very useful.

The density of the foliage in wooded areas and buildings in urban areas are, among others, situations that are considered an indoor environment at the time of a GPS signal reception, even though the situation is considered an outdoor environment. A very specific example is managing an emergency using a C4ISR system (Command, Control, Communications, Computers, Intelligence, Surveillance and Reconnaissance), which is the system used for this project in order to propose a comprehensive location solution. This solution aims to be accurate and fast according to the requirements and characteristics of the C4ISR system based on the current technological development for the global positioning and tracking systems.

This C4ISR system describes a solution to evacuate a wildfire, and other solutions in case of emergencies. This system demonstrate that the global positioning is not an optimal solution in outdoor environments, because the density of the foliage in wooded areas generates an Indoor system even though it is an outdoor system. However, this solution could not be consider an Indoor because it requires a communication infrastructure that is impossible to install in certain environments and specially in emergency cases. Thus, this demonstrate that the perfect global positioning system should work in outdoor environments, but this system must be capable to receive weak signal from the satellite in order to react as an indoor system.

Since the system should be for quick access in case of emergencies, it should locate the people timely who could be in danger, and the most accurate way. Emergency or disaster factors (such as smoke, water, confusion, etc) could affect the accuracy with a error in the order of 10 or 15 meters, which it is not enough to locate the people or assets. This solution would be explained later proposed as A-GNSS (Assisted Global Navigation Satellite System).

Sin embargo, no siempre una solución de posicionamiento global es la más adecuada, porque si nos encontramos en una situación en la que, por cualquier razón, no se cuenta con el apoyo de una red celular que es quien asiste al GNSS, entonces podemos recurrir a los enlaces Wimax y Wi-fi de las redes de combate y táctica del sistema C4ISR para un posicionamiento de último recurso por medio de las posibilidades de localización WLAN.

However, there is not always a very appropriate global positioning solution for those cases where a cellular infrastructure is not present used mainly in the GNSS systems. However, it is possible to use the Wimax and Wi- fi links used in the tactical and fighting C4ISR systems for location using the WLAN networks as the last resource.