Maatschappelijk context

Binnen de topsectorenaanpak wordt door het kabinet ingezet op sleuteltechnologieën en maatschappelijke uitdagin-gen. Bedrijven en publieke instellingen zijn gezamenlijk nodig om doorbraken te bereiken bij tal van maatschappelijke uitdagingen, waarbij de ontwikkeling van sleuteltechnologieën een belangrijke rol speelt.

De ontwikkeling van sleuteltechnologieën vergt dan ook een zelfstandige positie, naast een aanpak op maatschappe-lijke uitdagingen. Drones zijn een sleuteltechnologie. De Europese onderzoeksorganisatie SESAR JU verwacht een po-tentiële markt voor circa 400.000 beroepsmatige drones in Europa, met landbouw als grootste markt, gevolgd door bezorging. De potentiële economische waarde van de Europese markt wordt geschat op jaarlijks meer dan € 10 mil-jard in 2035 en op meer dan € 15 milmil-jard in 2050, waarvan 70 procent wordt verdiend in de dienstverlening (de toe-passing zoals het verwerken van beelden/data en het vliegen zelf).

Het kabinet heeft drie hoofdambities met drones:

1. Borgen van de veiligheid (in de lucht, op de grond en privacy);

2. Benutten van maatschappelijke toepassingen;

3. Benutten van economische kansen voor Nederland.

3.5.2 Aanpak van het onderzoek

Het KvB Drones-programma heeft twee hoofddoelen:

1) Kennis voor veilige en duurzame drone operaties: zodat IenW beleid en regelgeving kan ontwikkelen en daar-mee Nederlandse partijen hun kansen op drone gebied kunnen maximaliseren. Maatschappelijk draagvlak

65

voor een groeiende drone sector zal alleen bestaan wanneer veiligheid zichtbaar geborgd is en leefbaarheid niet negatief wordt beïnvloed;

2) Krachten bundelen: afstemming van drone gerelateerd onderzoek en kennisdeling samen met kennisinstellin-gen en de drone sector.

3.5.3 Impact

De impact van de op te bouwen kennis wordt bereikt door een sterke relatie met implementatie. Hiermee wordt be-doeld dat de drone sector beter in staat wordt gesteld om succesvol de kansen te kunnen verzilveren. Daarbij zijn vier kansrijke toepassingsgebieden in beeld:

• Agro-food;

• Smart Logistics;

• Inspecties/infrastructuur;

• Counter drones.

3.5.4 NLR-werkzaamheden

LD.1 SA-07: Kennisagenda Drones

Kennispartners: Diverse onderzoeksinstituten en universiteiten Relaties klanten en gebruikers: --

Tijdens de Amsterdam Drone Week in november 2018 is de opzet van de agenda gepresenteerd aan de drone sector in Nederland. In verschillende overleggen met diverse betrokken onderzoeksinstituten van universitei-ten in Nederland wordt in 2020 gewerkt aan een Kennisagenda Drones.

Resultaten 2020 Drones zijn luchtruimgebruikers en de ontwikkeling en het gebruik hiervan vereisen een planmatige aanpak. De onderwerpen die een rol spelen bij de ontwikkelingen van drone-technologie en bij het gebruik van drones zijn geclusterd in een aantal strategische thema’s. Het gebruik van strategische thema’s biedt de mogelijkheid, vanuit een algemene beschouwing, aandachtspunten voor het ministerie te bepalen. Basis van deze beschou-wingen zijn de visies van het ministerie, van EC en van de industrie, zoals vastgelegd in di-verse documenten. Op deze manier zijn de huidige ontwikkelingen weergegeven en kan richting worden geven aan de op te stellen beleidskaders.

Een clustering is aangebracht in strategische thema’s, waarvoor een beschrijving en een beschouwing is gegeven. Deze leiden tot aandachtspunten voor beleid voor IenW, per thema.

De gezamenlijke aandachtspunten bieden het ministerie handvatten voor een planmatige aanpak voor de ontwikkeling en het gebruik van drones in Nederland. Thema’s met grote maatschappelijke of economische relevantie voor Nederland kunnen zo proactief worden opgepakt om deze zodanig te sturen dat ze aansluiten bij de wensen en eisen vanuit de Ne-derlandse omgeving.

Knelpunten 2020 - Wetensch. Publicaties -

66

LD.2 SA-07: UAS safety data Kennispartners: --

Relaties klanten en gebruikers: MinIenW, RWS, ILT, drone sector (DARPAS, DCRO), ICAO, EASA.

Er is weinig feitelijke informatie en data beschikbaar over drone operaties. Dit bemoeilijkt de discussie natio-naal en internationatio-naal over de veiligheid van drone operaties en maakt het lastig om (wijzigingen in) regelge-ving te onderbouwen. De data die bij drone operators opgehaald moet worden is belangrijk, waarbij rekening gehouden wordt met operationeel-statistische en veiligheid gerelateerde analyses die uitgevoerd kunnen gaan worden. Dit kan drone operators bijvoorbeeld helpen met hun veiligheidsmanagementsysteem.

De ‘Drone Operational Repository for SafEtY’ (DORSEY) is ontwikkeld voor het verzamelen en analyseren van data van drone operators. Dit kan drone operators helpen bij hun veiligheidsmanagementsysteem. Ook is DOR-SEY nuttig voor opzetten van drone registratiesystemen. Het werk wordt afgestemd met het ministerie van IenW, ILT, DARPAS, DCRO en ICAO.

Resultaten 2020 De Nederlandse drone sector is betrokken via operators bij DARPAS en DCRO. Het onder-zoek is gepresenteerd op de RPAS CivOPS conferentie (14/15 Januari, Den Haag), aan Ne-derlandse U-Space stakeholders op een ‘Ultimate U-Space brainstorm’ (11 Maart, Den Haag), en aan EUROCONTROL/FAA/SESAR op een Technical Interchange Meeting over Un-manned Aircraft Systems en Urban Air Mobility (12 November). Ook heeft Dronewatch een artikel over het onderzoek en de ontwikkelde drone database (DORSEY) uitgebracht.

In 2020 is NLR’s operationele en veiligheidsdatabase voor drones (DORSEY) aangepast aan de nieuwe Europese drone regelgeving (2019/945, 2019/947 en 2020/639). De drone da-tabase is opnieuw ontworpen en geïmplementeerd. Ook is onderzocht op welke wijze drone operators kunnen worden ondersteund bij risico analyses, is een concept voor de rapportage van ongevallen met drones ontwikkeld, en is met IenW afgestemd hoe kan worden bijgedragen aan de veilige implementatie van U-Space in Nederland.

Ook het Europese Network of Analysts (NoA), wat door EASA wordt geleidt met inbreng van ILT/ABL, heeft het verbeteren van de taxonomie en de wijze van rapporteren van drone voorvallen via het Europese Accident/Incident Reporting System (ECCAIRS) tot een prioriteit verheven. Het door NLR ontwikkelde concept voor rapportage van ongevallen is aan de UAS werkgroep van het NoA aangeleverd. Dit wordt door het NoA mede gebruikt voor de ontwikkeling van een Europese standaard voor drone voorvallen rapportering.

Knelpunten 2020 - Wetensch. publicaties -

67

3.6 Ruimtevaarttoepassingen

Figuur 3.6.1 - AI gebaseerde telling van aantal voertuigen in satellietbeelden als onderdeel van TOSTI pattern of life monitoring

Leeswijzer: onder Kennis als Vermogen H. Ruimtevaartsystemen staat een uitgebreidere maatschappelijke context, aanpak van onderzoek en samenhang van deelprogramma’s beschreven.

3.6.1 Maatschappelijke context

Vitale sectoren als transport, kritieke infrastructuren en openbare orde en veiligheid zijn in belangrijke mate afhanke-lijk geworden van Global Navigation Satellite Systems (GNSS). Niet alleen de functies voor positiebepaling en naviga-tie, maar zeker ook nauwkeurige tijdsbepaling worden gebruikt voor toepassingen die bij uitval mogelijk maatschap-pij-ontwrichtend kunnen zijn. Ter ondersteuning van overheid en industrie is het daarom van continu belang om een gedegen kennispositie te houden van GNSS systemen, hun gebruik, hun kwetsbaarheden en tegenmaatregelen.

Daarnaast vormen satellietwaarnemingen een steeds bruikbaardere bron van gegevens voor het monitoren van het aardoppervlak. Overheidsprogramma’s zoals Copernicus zorgen voor gevalideerde medium resolutie waarnemingen die voor langere termijn worden gegarandeerd. Daarnaast zijn er verschillende commerciële constellaties in aanbouw van een groot aantal kleine satellieten waarmee verschijnselen met een hoge ruimtelijke en temporele resolutie kun-nen worden gemonitord. Bovengenoemde ontwikkelingen leiden ertoe dat satellietwaarnemingen ‘in snel tempo een omslag maken van het technisch/wetenschappelijke domein naar concrete toepassing in de maatschappij en daarmee ook in de beleidsvorming en –uitvoering van IenW. Dit toenemend belang komt voort uit een sterke verbetering in de kwaliteit, beschikbaarheid en continuïteit van instrumenten, de gegenereerde data en hiervan afgeleide diensten.

Hierdoor zijn betrouwbare nieuwe ontwikkelingen mogelijk die bijdragen aan verbetering van bestaande technieken en/of kostenefficiëntie’.

68

3.6.2 Aanpak van het onderzoek

Het onderzoek binnen het KvB Satellietnavigatie en ruimtevaart is te splitsen in twee inhoudelijk onafhankelijke delen:

satellietnavigatie en aardobservatie. De inhoud en aanpak van dit onderzoek is afgestemd met het Ministerie van In-frastructuur en Waterstaat en vastgelegd in een 4-jarenplan 2018 – 2021. Het hier beschreven plan is een uittreksel daarvan met focus op het onderzoek in het jaar 2020. Jaarlijks wordt de invulling van het programma voor het jaar erop geconcretiseerd in overleg tussen I&W programmabegeleider, NLR programmamanager en NLR kennismanager.

Op basis van dat overleg zijn de projecten voor 2020 gedefinieerd.

Satellietnavigatie

De kennisopbouw richt zich op de prestaties van de Europese satelliet navigatie systemen zelf en in combinatie met andere navigatie systemen (wel en niet satelliet gebonden). De kennisopbouw is gericht op volgende onderwerpen:

• Samenwerking in kennisontwikkeling over prestaties van het Europese Galileo systeem met het Galileo Refe-rence Center (GRC), wat op initiatief van Ministerie van Infrastructuur en Waterstaat in Nederland is gehuisvest.

• De Public Regulated Service (PRS) van Galileo speelt een heel bijzondere rol als nieuwe secure GNSS service. Het Ministerie van Infrastructuur en Waterstaat heeft hiertoe een CPA aangesteld die verantwoordelijk is voor het gebruik van PRS in Nederland en (technische) kennis over PRS is voor I&W daarbij van degelijk belang.

• NLR ondersteunt het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat door zitting te nemen in de Working Group EGNSS Evolution (WGEE). Dit kennisprogramma draagt bij aan het strategisch opbouwen van de NL kennispositie op basis van de resultaten van de werkgroep.

• Kennisopbouw over Ground Based Augmentation Systems (GBAS) ten behoeve van toekomstige CAT II en III pre-cisielandingen.

• Kennisopbouw over Unmanned Traffic Management (UTM) en het veilig inzetten van autonome drone navigatie.

• NLR ontwikkelt kennis van de technologie om kritische GNSS toepassingen in de toekomst verdergaand ro-buust en zo veilig mogelijk te maken.

• Om de doelgroep van de kennisopbouw in dit project te verbreden zullen en workshops worden georgani-seerd in samenwerking met andere programma’s binnen het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat, waaronder maritiem, spoor, autonoom vervoer, luchtvaart en drones.

Aardobservatie

NLR bouwt haar kennis op gebied van aardobservatie verder uit en ook zorgt voor een onderzoeksomgeving met een toolbox die kan worden ingezet om experimenten rond nieuwe ideeën en toepassingen te ondersteunen. In aanslui-ting hierop kan NLR de industrie ondersteunen bij het uitwerken van onderwerpen in pilots. De kennisopbouw is ge-richt op volgende onderwerpen:

• Kennisopbouw over de mogelijkheden van waarnemingssatellieten in relatie tot de geselecteerde specifieke IenW toepassingsgebieden met bijhorende informatievragen.

• Kennis over ontwikkelingen op het gebied van nieuwe generatie waarnemingssatellieten. Dit betreft zowel grote satellieten die ontwikkeld worden in het kader van overheidsprogramma’s (Copernicus) als constella-ties van kleine satellieten met bijhorende data processing en transmissie concepten.

• Kennis over (big) dataprocessing, -management en -distributie architecturen.

• Kennis over geavanceerde data analyse technieken. Belangrijke elementen hierbij zijn de combinatie van ruimtelijke en temporele aspecten, de toepassing van artificial intelligence en convolutionele neurale netwer-ken in het beelddomein, en de toepassing van Baeysian en artificial intelligence technienetwer-ken voor het integre-ren/fuseren van verschillende gegevens in het kennis domein

69

3.6.3 Impact

Met behulp van deze kennisopbouw kan MinIenW haar taken beter, efficiënter en effectiever uitvoeren.

Satellietnavigatie

Doel van het programma is om kennis op te bouwen die een bijdrage kan leveren aan een veiliger en efficiënter ge-bruik van satelliet navigatie in Nederland, en waarmee de Nederlandse overheid ook geadviseerd kan worden over de volgende generatie (G2G) van de Europese satelliet navigatie systemen Galileo en EGNOS. De verschillende eigen-schappen van deze systemen beïnvloeden de prestaties, in termen van nauwkeurigheid, integriteit en continuïteit van de PVT (Position, Velocity and Time). Daarbij spelen ook de robuustheid en securiteit van de navigatie oplossingen een belangrijke rol, vooral voor toepassingen binnen de vitale infrastructuren. Oplossingen richten zich enerzijds op het verbeteren van de satelliet systemen, en anderzijds op het robuuster maken van de receiver technieken voor kritische toepassingen. De kennisbehoefte komt voort uit de verwachte significante expansie van gebruik van satellietnavigatie in een verscheidenheid aan marktsegmenten.

Aardobservatie

Doel van IenW is om ontwikkelingen in aardobservatie te benutten in het kader van haar activiteiten op het gebied van beleidsvorming, beleidsuitvoering en handhaving. Kennis dient te worden opgebouwd hoe goed gebruik gemaakt kan worden van aardobservatiedata om invulling te geven aan informatiebehoeftes en zo taken nu en in de toekomst beter en efficiënter te kunnen uitvoeren.

Vanuit haar rol als kenniscentrum kan NLR de overheid ondersteunen om onderwerpen van de ideefase naar de pilot-fase te brengen, ofwel van data naar beleidstoepassing. De kennis die middels het KvB Programma Aardobservatie wordt opgebouwd moet leiden tot nauwkeuriger, betrouwbaarder, tijdiger en beter op de IenW applicaties toegesne-den informatie.

3.6.4 NLR-werkzaamheden

LR.1 Satellietnavigatie 2018 - 2021

Kennispartners: -

Relaties klanten en gebruikers: MinIenW, NSO en PRS working group georganiseerd door IenW. De PRS wor-king group richt zich op het informeren en samenbrengen van verschillende mogelijke PRS gebruikersgroe-pen waaronder Defensie, politie, brandweer, maar ook industrie uit bijvoorbeeld de energiesector. Dit ken-nisopbouwproject richt zich op: actueel houden van kennis over behoeftes van NL overheid en industrie ten aanzien van de implementatie van PRS; ondersteunen NL en EU Galileo PRS pilot projecten; kennisopbouw in samenwerking met het Galileo Reference Center betreffende Galileo prestaties; kennisopbouw robuuste ontvanger technologie en maatregelen tegen externe verstoring.

Resultaten 2020 Het NLR heeft twee GNSS RF monitoring systemen geïnstalleerd op NLR locatie Amster-dam. Beide systemen monitoren de frequency banden die gebruikt worden voor GNSS nalen op interferentie. Het eerste systeem richt zich op interferentie op de open GNSS sig-nalen in de L1/E1 band. Het tweede systeem richt zich op interferentie op de Galileo PRS signalen in de E6 band. Het NLR doet onderzoek naar eigenschappen van de gemeten inter-ferentie signalen om dynamisch illegale interinter-ferentie signalen te kunnen herkennen. Met deze activiteit levert het NLR eveneens een bijdrage aan het GSA project 3PfD waarbij IenW en NSO als waarnemer zijn betrokken.

Knelpunten 2020 - Wetensch. Publicaties -

LR.2 Aardobservatie 2018 - 2021

Kennispartners: -

70

Relaties klanten en gebruikers: MinIenW en NSO.

Dit kennisopbouwproject richt zich op: actueel houden kennis over de mogelijkheden van waarnemingssatel-lieten; actueel houden kennis over ontwikkelingen op het gebied van nieuwe generatie waarnemingssatellie-ten; opbouw van kennis over (big) dataprocessing, -management en -distributie architecturen; opbouw van kennis over geavanceerde data analyse technieken.

Resultaten 2020 Samen met IenW is er een inventarisatie uitgevoerd van mogelijke toepassingen van satel-liet aardobservatie voor beleidsondersteuning en -uitvoering. Op basis hiervan is er voor vijf geselecteerde onderwerpen een nadere verkenning uitgevoerd: hyperspectrale waar-neming, thermische waarwaar-neming, monitoring op basis van tijdseries, koppeling van Tro-pomi waarnemingen met impact modellering van vliegtuig emissies, data integriteit. Op ba-sis hiervan is besloten in 2021 een pilot uit te werken voor thermische waarneming en data integriteit.

Knelpunten 2020 - Wetensch. publicaties -

LR.3 GSA GEARS 2019 - 2021

Kennispartners: -

Relaties klanten en gebruikers: Spectracom (partner in het project)

Dit project richt zich op het ontwikkelen van timing receivers algemeen, het ontwikkelen van filter algoritmes voor GNSS RF front-ends, het tegengaan van jamming en spoofing hiermee. Kennis- en productontwikkeling richting een adaptive controlled-radiation-pattern antenna (CRPA).

Resultaten 2020 1. Het ontwerp van een algoritme voor het filteren van RF interferentie in het frequentie- en tijddomein.

2. De implementatie van een ionosferische correctie module die, aan de hand van 3 ver-schillende algoritmes, GNSS signalen corrigeert voor ionosfeerfouten.

Knelpunten 2020 - Wetensch. publicaties -

LR.4 GSA GRC Grant – Galileo Performance Monitoring 2018 - 2021 Kennispartners: ASTRON, FGI (FI), Chalmers (SE)

Relaties klanten en gebruikers: GRC (klant in het project)

In deze grant verzoekt GSA aan member states om data en kennis te delen met het Galileo Reference Centre.

De kennisontwikkeling benodigd voor de grant wordt geleverd uit KvB. Het doel is om Galileo performance te monitoren, en met de uitwisseling van data en kennis een wisselwerking op te zetten. NLR levert waarnemin-gen van het Nederlandse Kadaster netwerk alsmede opwaarnemin-genomen vluchten met het onderzoeksvliegtuig. AS-TRON levert signal-in-space waarnemingen met de Westerbork telescoop. Chalmers en FGI leveren grondsta-tion waarnemingen uit de Zweedse en Finse kadaster netwerken. Samen ontwikkelen de partijen software om prestatie-indicatoren te berekenen.

Resultaten 2020 1. Implementatie van performance algoritmes in RTKlib software

2. Uitbreiden en verbeteren van software voor EGNOS performance monitoring 3. Data van 20 opgenomen vluchten geleverd aan GSA

4. Implementatie en verificatie van het NeQuick G ionosfeer correctie algoritme (synergie met GEARS project)

Knelpunten 2020 Verlenging van de GSA grant heeft op zich laten wachten, dit is begin 2021 opgelost en de verlenging kan nu plaatsvinden.

Wetensch. publicaties -

71

In document NLR Activiteitenverslag 2020 (pagina 64-71)