Consejo y taco

Tip and cue , a veces denominado tip and que , tipping and cueing o tipping and queing , es un método en imágenes satelitales , teledetección e inteligencia geoespacial en el que un sensor, satélite o plataforma identifica un área u objeto de interés y activa otro sensor o plataforma complementaria para recopilar datos de seguimiento. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}^{: 2}^{[ 3 ]} El método puede operar dentro de una constelación de satélites, a través de diferentes satélites o entre sistemas satelitales, aéreos y terrestres. ^{[ 1 ]}^{[ 4 ]}^{: 11-12} Tip and cue se utiliza para mejorar el monitoreo persistente, reducir la recopilación innecesaria y obtener información en diferentes resoluciones, escalas de tiempo y características espectrales. ^{[ 1 ]}

El trabajo publicado ha descrito métodos de alerta y señalización en el conocimiento del dominio marítimo, conocimiento del espacio militar, caracterización de satélites, investigación de búsqueda y rescate, observación comercial de la Tierra y simulación de misiones basada en IA. ^{[ 5 ]}^{: 1}^{[ 6 ]}^{: 3}^{[ 7 ]}^{: 1}^{[ 4 ]}^{: iv}^{[ 1 ]}^{[ 3 ]} Los ejemplos incluyen AIS, SAR y coordinación de satélites electroópticos para monitoreo marítimo; alerta y señalización de sensores tácticos para vigilancia espacial; e investigación de alerta y señalización automatizada o basada en IA para la observación de la Tierra. ^{[ 5 ]}^{: 1}^{[ 8 ]}^{[ 3 ]}

Proceso

El método de "tip and cue" se refiere al proceso de monitorear un área u objeto de interés con un sensor y solicitar a otra plataforma de sensores complementaria que adquiera imágenes o datos de seguimiento sobre la misma área. ^{[ 1 ]} En un proceso típico, un sensor de bajo costo, de baja resolución o de amplio campo identifica un objeto o ubicación, y la información recopilada se transmite a un sensor de mayor resolución para su posterior investigación y análisis. ^{[ 1 ]}^{[ 3 ]} El proceso puede reducir la cantidad de datos recopilados y almacenados, al tiempo que permite obtener información en diversas resoluciones, escalas de tiempo y características espectrales. ^{[ 1 ]}

El éxito de un proceso de alerta y señalización depende de factores como la latencia entre la recopilación inicial y la disponibilidad de la alerta, el tipo de objeto que se está monitorizando, la precisión de la estimación de la trayectoria para objetos en movimiento y las posibilidades de adquisición del sensor de señalización. ^{[ 1 ]} La disponibilidad temprana de la imagen de alerta después del procesamiento mejora la capacidad de la plataforma de señalización para realizar una recopilación de seguimiento casi en tiempo real. ^{[ 1 ]} En un ejemplo descrito por ICEYE, un satélite adquiere una imagen de un área de interés que contiene una embarcación y envía una alerta a otro satélite, que monitoriza la embarcación teniendo en cuenta su trayectoria y las condiciones de adquisición. ^{[ 1 ]}

Se utilizan sistemas de sensores complementarios porque los diferentes sensores tienen diferentes fortalezas y limitaciones. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}^{: 3} Los sistemas de teledetección óptica pueden verse limitados por la oscuridad y la nubosidad, mientras que el radar de apertura sintética puede proporcionar visibilidad en condiciones donde los sistemas ópticos pueden estar obstruidos. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}^{: 3} Las elecciones del modo de imagen del radar, la polarización y la banda de frecuencia afectan la cobertura, la resolución y la interacción con materiales, superficies y vegetación. ^{[ 1 ]} Debido a que las diferentes aplicaciones requieren diferentes sensores y modalidades, la punta y la señal pueden utilizar características de sensores que complementen las necesidades de tareas específicas de teledetección. ^{[ 1 ]}

Los sistemas de alerta y señalización pueden implicar métodos de escaneo pasivos o activos y pueden incluir características ópticas, de radar, de señal o infrarrojas. ^{[ 6 ]}^{: 8}^{[ 4 ]}^{: 33}^{[ 7 ]}^{: 1} Algunas arquitecturas orientadas a la defensa también describen el uso de ELINT orbital y terrestre. ^{[ 6 ]}^{: 3}^{[ 6 ]}^{: 8} Post propuso un protocolo de comunicación de alerta y señalización en el que un satélite que produce una clasificación positiva notifica a otros satélites, a una estación terrestre y a usuarios designados. ^{[ 4 ]}^{: 11-12}^{[ 4 ]}^{: 22}

El proceso se vuelve más difícil cuando el objeto de interés está en movimiento en lugar de estacionario, porque el satélite de señalización debe tener en cuenta la velocidad del objeto y la incertidumbre de su trayectoria. ^{[ 1 ]} ICEYE identifica la latencia, el tipo de objeto, la precisión de la estimación de la trayectoria y las posibilidades de adquisición del satélite de señalización como factores críticos para el éxito de un proceso de señalización. ^{[ 1 ]} Los sistemas automatizados de señalización pueden reducir la intervención manual, los retrasos y el error humano al combinar la detección y el seguimiento de objetos, áreas de interés móviles y una arquitectura de segmento terrestre que admite la adquisición sobre objetivos en movimiento. ^{[ 1 ]}

Investigación y desarrollo publicados

En 2012, Becky Cudzilo, KC Foley y Chandler Smith describieron una constelación de pequeños satélites que utilizaba datos AIS y SAR para orientar y guiar los activos satelitales electroópticos existentes para el conocimiento del dominio marítimo. ^{[ 5 ]}^{: 1} Su artículo proponía utilizar datos AIS para identificar buques emisores y datos SAR para identificar buques no emisores, utilizando las ubicaciones de los buques no emisores como ubicaciones objetivo de alerta para la recopilación de datos satelitales electroópticos de alta resolución. ^{[ 5 ]}^{: 1} Los autores describieron el informe resultante de fusión de AIS, SAR y electroóptico como una forma de acortar los tiempos de respuesta táctica relacionados con los buques no emisores detectados. ^{[ 5 ]}^{: 1}^{[ 5 ]}^{: 7}

En 2015, los autores de Raytheon describieron la comunicación de información entre sensores como una tecnología habilitadora para la conciencia espacial en tiempo real y las operaciones en el teatro de operaciones. ^{[ 6 ]}^{: 3} El mismo documento analizó el seguimiento de elementos ISR espaciales y la señalización de aperturas activas y pasivas a través de sensores terrestres y espaciales. ^{[ 6 ]}^{: 3}^{[ 6 ]}^{: 8} En un discurso de 2015, Robert Cardillo de la Agencia Nacional de Inteligencia Geoespacial describió las imágenes comerciales, los pequeños satélites, los sistemas aéreos no tripulados, las fuentes terrestres, las fuentes abiertas y la integración cruzada de INT como partes de un entorno GEOINT persistente más amplio. ^{[ 9 ]}

Richmond y Brennan de Lockheed Martin , presentando en la conferencia técnica anual del Complejo de Vigilancia Espacial de Maui (anteriormente Estación Óptica de Maui de la Fuerza Aérea (AMOS)), discutieron los algoritmos necesarios para la técnica de punta y señal para facilitar la fusión de datos multifenomenológicos . ^{[ 7 ]}^{: 1} Su artículo de caracterización de satélites describió fenomenologías ópticas, de radar, de señal e infrarrojas, junto con puntos de punta y señal entre recolectores para algoritmos de fusión de datos multifenomenológicos. ^{[ 7 ]}^{: 1} El artículo conectó dicha fusión con tareas que incluyen la readquisición de objetos después de maniobras, la estimación del combustible disponible y el análisis de consideraciones de perfil de potencia. ^{[ 7 ]}^{: 1}

El Telescopio de Vigilancia Espacial (SST), posteriormente reubicado en la Estación de Comunicaciones Navales Harold E. Holt en Australia , fue reportado por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) como líder en el desarrollo y la aplicación de técnicas tácticas de detección y seguimiento de sensores, además de utilizar su archivo de datos para refinar modelos de densidad de desechos orbitales. ^{[ 8 ]} DARPA describió el SST como un sistema terrestre para la búsqueda, detección y seguimiento de objetos débiles en el espacio profundo, incluyendo objetos en órbita geoestacionaria . ^{[ 8 ]} DARPA también declaró que el telescopio sería propiedad de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos después de su reubicación y que Australia lo operaría y mantendría. ^{[ 8 ]} DARPA también afirmó que el SST había contribuido al descubrimiento de más de 1300 asteroides nuevos y había proporcionado más de 5 500 000 observaciones de asteroides al Centro de Planetas Menores de la Unión Astronómica Internacional . ^[⁸^]

En 2017, Cassandra R. Post investigó la automatización del intercambio de información entre pequeños satélites en una constelación utilizando una mezcla heterogénea de tipos de sensores y detección de objetivos basada en aprendizaje automático. ^{[ 4 ]}^{: iv} Post describió contribuciones que incluyen la generación de imágenes sintéticas, un protocolo de comunicación esquemático de intercambio de información, un clasificador de imágenes satelitales con una precisión del 92,1 % en el conjunto de prueba y el modelado de impactos de fluctuación no correlacionados en el rendimiento de la clasificación. ^{[ 4 ]}^{: iv} Posteriormente, fuentes comerciales y de investigación describieron estrategias de intercambio de información automatizadas o basadas en IA para la observación de la Tierra y el monitoreo persistente. ^{[ 1 ]}^{[ 3 ]}

Un proyecto de la Agencia Espacial Europea de 2025 describió un sistema de detección y localización basado en IA en una forma canónica que involucra un satélite "punta" de amplio campo que escanea en busca de anomalías y un satélite "señal" de mayor resolución y menor cobertura que realiza el seguimiento. ^{[ 3 ]} El proyecto tenía como objetivo simular misiones de detección y localización basadas en IA mientras modelaba los efectos de la visión fuera del nadir, generaba un conjunto de datos de detección de ballenas, comparaba el rendimiento de detección de la IA y evaluaba las configuraciones de los satélites y los retrasos en la señalización. ^{[ 3 ]}

Aplicaciones

Vigilancia y defensa espacial

Fuentes orientadas a la defensa discuten el tip and cue como parte de las arquitecturas de vigilancia y conocimiento espacial, en lugar de solo como un flujo de trabajo de observación de la Tierra. ^{[ 6 ]}^{: 3}^{[ 6 ]}^{: 8}^{[ 8 ]} Los autores de Raytheon describieron el tip and cue de sensor a sensor entre tecnologías para el conocimiento espacial en tiempo real, incluyendo el estado y la alerta para activos espaciales y el seguimiento de elementos ISR espaciales. ^{[ 6 ]}^{: 3} DARPA describió SST como el desarrollo y la aplicación de técnicas tácticas de tip and cue de sensores en el contexto de la detección y el seguimiento de objetos débiles en el espacio profundo. ^{[ 8 ]} Richmond y Brennan describieron puntos de tip and cue entre recolectores como parte de la caracterización de satélites utilizando fenomenologías ópticas, de radar, de señal e infrarrojas. ^{[ 7 ]}^{: 1}

Observación de la Tierra e IA

En la observación de la Tierra, tip and cue se describe como una estrategia para usar sistemas de sensores complementarios para mejorar el monitoreo persistente en grandes áreas. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}^{: 2} ICEYE describió un proceso demostrado de monitoreo de icebergs entre Sentinel-1A y la constelación ICEYE, en el que un iceberg fotografiado por Sentinel-1A en modo de franja extra ancha fue monitoreado posteriormente por ICEYE en modo Stripmap 12 horas y 38 minutos después. ^{[ 1 ]} ICEYE afirmó que las imágenes de seguimiento de mayor resolución mostraron el iceberg más grande, icebergs más pequeños, hielo a la deriva y la trayectoria atravesada del iceberg, lo que ayudó a los analistas a comprender el comportamiento de la deriva y estimar la velocidad. ^{[ 1 ]}

Dockstader describió la inteligencia geoespacial como derivada de imágenes, información y datos asociados con momentos y lugares específicos en la Tierra. ^{[ 2 ]}^{: 2} El mismo documento técnico conectó la recopilación de GEOINT a escala global con aplicaciones que van desde la ayuda humanitaria y el socorro en casos de desastre hasta mapas precisos y bases de datos de objetos. ^{[ 2 ]}^{: 2} Duursma describió el sistema de alerta y señalización basado en IA como una forma de superar las compensaciones entre la resolución espacial, el tiempo de revisita y la cobertura en los sistemas de observación de la Tierra. ^{[ 3 ]}

Búsqueda y rescate y respuesta ante desastres

Post analizó la búsqueda y el rescate en el contexto de la investigación de pistas y señales con pequeños satélites, incluyendo imágenes satelitales de alta resolución y etiquetado colaborativo después del terremoto de Nepal de 2015. ^{[ 4 ]}^{: 37-40} Post también describió el sistema de seguimiento asistido por satélite COSPAS-SARSAT, que utiliza satélites para recibir y retransmitir señales de balizas de socorro para que las autoridades de rescate puedan responder a los sitios de activación de las balizas. ^{[ 4 ]}^{: 40-42} En un ejemplo de emergencia meteorológica que involucró al huracán Matthew, Post describió la selección de eventos de interés para optimizar el tiempo de respuesta de búsqueda y rescate y propuso el uso de imágenes satelitales para dirigir a los primeros intervinientes a ubicaciones precisas. ^{[ 4 ]}^{: 41-42}

Conocimiento del dominio marítimo

En la vigilancia marítima , o conocimiento del dominio marítimo (MDA), se han propuesto sistemas de alerta y señalización para monitorear los movimientos de los buques e identificar embarcaciones de interés en grandes áreas oceánicas. ^{[ 5 ]}^{: 1} Cudzilo, Foley y Smith describieron una constelación que utiliza satélites AIS, un pequeño satélite SAR y un gran satélite electroóptico para apoyar el conocimiento del dominio marítimo. ^{[ 5 ]}^{: 1} En esa arquitectura propuesta, los datos AIS identificarían las embarcaciones que emiten señales, los datos SAR ayudarían a localizar las embarcaciones que no emiten señales, y las ubicaciones resultantes servirían de guía para la recopilación de datos de alta resolución del satélite electroóptico. ^{[ 5 ]}^{: 1}

El Sistema de Identificación Automática (AIS) es una de las fuentes de datos más importantes para las agencias de MDA. ^{[ 5 ]}^{: 1} El AIS se utiliza para que los buques puedan conocer la ubicación de otros buques mediante la transmisión de señales de buque a buque y a tierra. ^{[ 5 ]}^{: 1} La Organización Marítima Internacional exige que los buques de alta mar y los buques de más de 300 toneladas transmitan señales AIS. ^{[ 5 ]}^{: 1} El AIS basado en el espacio extiende la vigilancia marítima más allá del alcance aproximado de 50 millas náuticas de línea de visión de los receptores terrestres y a bordo de buques. ^{[ 5 ]}^{: 1-2} El documento afirmó que las cargas útiles de exactAIS estaban detectando y decodificando más de un millón de mensajes AIS por día y que el sistema proporcionaba información casi en tiempo real sobre la identidad, ubicación y movimiento de los buques para las autoridades marítimas. ^{[ 5 ]}^{: 2}

Cudzilo, Foley y Smith describieron escenarios que involucran áreas marinas protegidas, violaciones de regulaciones ambientales, piratería, pesca ilegal, no reglamentada y no declarada, tráfico ilícito y esfuerzos humanitarios o de socorro en casos de desastre que involucran embarcaciones. ^{[ 5 ]}^{: 5-7} En un escenario de área marina protegida, los datos AIS proporcionarían una alerta temprana de una embarcación que se acerca a un área de interés, mientras que las imágenes SAR se usarían para detectar embarcaciones e identificar sus ubicaciones exactas. ^{[ 5 ]}^{: 5-6} En un escenario hipotético de regulación ambiental, un satélite SAR activado después de la detección AIS tomaría imágenes de una embarcación y una mancha de petróleo, y posteriormente se usarían imágenes electroópticas para validar las predicciones del modelo y documentar las actividades de respuesta. ^{[ 5 ]}^{: 6-7} Los autores afirmaron que los informes fusionados que combinan datos AIS, SAR, electroópticos y otros podrían ayudar a las salas de vigilancia o centros de operaciones y acortar los plazos para las respuestas tácticas. ^{[ 5 ]}^{: 7}

Véase también

Sentient (sistema de análisis de inteligencia) – Sistema de IA del gobierno de EE. UU.

Referencias

Este artículo incorpora material de dominio público procedente de sitios web o documentos del gobierno de los Estados Unidos .

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