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En profundidad máxima energía al suelo, al aproximarse más al suelo se capta más energía reflejada y se mejora la resolución 6. En el caso de sistemas GPR basados en incidencia normal, la dificultad radica en conseguir iluminación perpendicular al suelo guardando la distancia de seguridad. Tradicionalmente un operario es el encargado de desplazar el radar de GPR, lo que puede incrementar la probabilidad de explosión accidental de la mina antipersona. Una solución más avanzada se basa en el empleo de robots terrestres autónomos no tripulados de dimensión y peso reducidos, que pueden llevar a cabo la detección de minas con un reducido (pero no nulo) riesgo de detonación. Otra de las limitaciones de esta solución es que se trata de un sistema muy lento para llevar a cabo el proceso de inspección. Una alternativa al uso de vehículos terrestres lo constituyen los vehículos aéreos, entre los que se pueden destacar los vehículos aéreos no tripulados (UAV - Unmanned Aerial Vehicles). Se han desarrollado sistemas en los que se emplean UAV para detectar minas que no estén enterradas a partir del análisis de fotografías 7, y para detectar minas metálicas enterradas utilizando un detector de metales embarcado en el UAV 2. No obstante, en los sistemas descritos no existe la posibilidad de obtener una imagen radar de alta resolución empleando apertura sintética (SAR - Synthetic Aperture Radar), es decir, combinando coherentemente las medidas radar tomadas en las diferentes posiciones del vuelo del UAV. Esto se debe a que la precisión de posicionamiento y geo-referenciación de las medidas tomadas es insuficiente (error mayor de 40-50 cm). La problemática de no poder emplear este procesado coherente radica en que objetos muy próximos entre sí y de tamaño pequeño generan interferencia en las señales recibidas, distorsionando la capacidad de detección. A modo de ejemplo, en la figura 1 se muestra la diferencia en la imagen GPR para detectar dos discos metálicos enterrados a 8 cm de profundidad cuando se aplica procesado SAR a las medidas del GPR y cuando no se aplica. Claramente se comprueba la mejora que aporta el procesado SAR para la detección de los objetos. Otra limitación de los sistemas descritos es que sólo llevan a cabo detección, no permitiendo identificar correctamente el tipo de objeto detectado (no se podría distinguir entre una mina o una tubería, por ejemplo). Además, en el último caso sólo es posible detectar objetos metálicos y la probabilidad de falsa alarma es alta. Para solventar las limitaciones existentes se propone emplear un radar GPR embarcado en un UAV, donde las medidas tomadas por el UAV en vuelo pueden combinarse coherentemente, generando imágenes de alta resolución del subsuelo y de posibles objetos enterrados. Además, el empleo de un GPR en vez de un detector de metales permite detectar tanto objetos metálicos como no metálicos. Descripción del prototipo implementado Para el desarrollo de un prototipo de GPR embarcado en un UAV se ha integrado un módulo radar con los subsistemas de control y posicionamiento del UAV, de forma que las medidas realizadas se geo-referencian con precisión centimétrica (2-3 cm) y se transmiten inalámbricamente a un equipo de control y procesado. Los principales componentes del prototipo son: el módulo radar; el sistema de comunicación entre el prototipo y el equipo de control; y los subsistemas del UAV involucrados. Se ha utilizado un radar UWB (Ultra Wide Band) en banda C (de 3,1 a 5,3 GHz), que permite obtener una alta resolución en rango (7,5 cm) a costa de una peor penetración en el suelo (a mayor frecuencia, menor profundidad de penetración de las ondas en el suelo). No obstante, su bajo tiempo de adquisición y su gran ancho de banda, unido a sus reducidas dimensiones y peso, lo hacen especialmente adecuado para embarcarlo en un UAV. En cuanto a las antenas, se han empleado antenas de hélice con polarización circular. El subsistema de control del UAV obtiene información de los sensores de posicionamiento, recibe órdenes del piloto (trasmitidas desde la emisora de radiocontrol) y determina las acciones correctivas a realizar. Además de los sensores de posicionamiento habituales, es decir, IMU (Inertial Measurement Unit), barómetro y receptor de GNSS (Global Navigation Satelite System), ha Fig. 2. Esquema de los subsistemas y componentes del prototipo implementado consistente en GPR embarcado en UAV. (Fuente: propia) Fig. 3. Fotografía del prototipo implementado con todos los subsistemas y componentes integrados. (Fuente: propia). 16 Boletín de Observación Tecnológica en Defensa n.º 57. Segundo trimestre 2018


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