NEURONAV впроваджує AI-підсилене морське позиціювання

NEURONAV — це вдосконалена система позиціювання для морської навігації, яка за допомогою штучного інтелекту підвищує точність даних GNSS у складних умовах.

Рішення створене румунською компанією InSpace Engineering (RISE) у співпраці з Морською гідрографічною дирекцією (MHD) за підтримки ЄКА в межах NAVISP Element 2. Система націлена на ключові проблеми морської навігації: багатопроменеві відбиття (multipath), завади та обмежену точність еталонних даних.

Підхід спирається на досвід попередніх проєктів ЄКА та масштабні кампанії збору даних у Чорному морі, Егейському морі та на Дунаї. Дані GNSS збиралися як під час супутніх (piggyback), так і спеціально виділених рейсів суден і використовувалися для оцінювання продуктивності, виявлення завад і характеризації multipath.

На нещодавньому заході ЄКА Серджіу-Штефан Міхай та Ілеана Міху (RISE) представили фінальні результати. За словами Міхая, ядром NEURONAV є модель машинного навчання — згорткова нейромережа (CNN), навчена прогнозувати та коригувати похибки позиціювання, спричинені багатопроменевістю.

Особливий підхід до обробки даних

Система спершу формує набір параметрів GNSS: азимут і кут піднесення супутників, відношення несучої до щільності шуму (C/N₀), а також залишки псевдодальностей. Далі ці ознаки перетворюються на картезіальне представлення простору похибок, яке подається на вхід CNN. Мережа обробляє дані через шари згортки, макспулінг і повнозв’язані регресійні шари та обчислює поправки до положення в координатах X, Y і Z.

Апаратна частина NEURONAV включає багатосузір’ний і багаточастотний приймач GNSS Septentrio mosaic‑X5 і одноплатний комп’ютер Jetson Nano для виконання AI-обчислень. Процеси збору, обробки та збереження даних автоматизовані, що дозволяє без участі оператора безперервно навчати та валідувати модель.

Польові випробування на гідрографічних суднах MHD у Чорному морі підтвердили стабільність результатів у серії тестів. Навіть за умов інтенсивних радіочастотних завад — на тлі зафіксованого в регіоні зростання глушіння й підміни сигналів GNSS від початку конфлікту в Україні — було досягнуто вимірюваного приросту точності. Зокрема, в одному заліковому прогоні середня позиційна похибка зменшилася з 1,507 м (сирий вихід приймача) до 1,268 м після корекцій NEURONAV, а 95-й процентиль похибки покращився більш ніж на 25% порівняно з некоригованими даними.

Завдяки сумісності з наявними приймачами GNSS і локальному опрацюванню даних для підвищення безпеки та стійкості, NEURONAV може бути корисним як професіоналам, так і користувачам у рекреаційному сегменті. Подальші кроки включають підсилення стійкості за умов сильних завад, розширення навчальних датасетів і інтеграцію додаткових навігаційних сенсорів для підвищення надійності.