Integration of chemical and radiological sensors in a tactical network

Abstract

The Chemical and Radiological (CR) sensors in the Norwegian Armed Forces today are stand-alone units giving alarms locally to the personnel in close proximity to the sensor. Other troops are alerted through the chain of command, but the information may be unnecessarily delayed or distorted. Networking the sensors will enable rapid and consistent dissemination of warnings to other units operating in the same area. In addition, if responses from several sensors are fused and sent to a decision support tool, it is easier to discover false alarms and give recommendations with a higher degree of confidence. This report describes how CR sensors could be connected and the information fused in order to obtain a better operational picture of CR events which may take place. A simple detection algorithm is proposed to fuse information from several identical personal chemical sensors. The fusion of information from sensors using different detection principles will provide more accurate information than using sensors with only one detection principle. One use case is where information from multiple sensors could be pushed into a geographical information system (GIS), to allow the leader of a search-team to get an overview of the search area in near real-time. Different sensor networks could be used for different purposes. Personal CR sensors require less communication resources, whereas specialized instruments require higher transmission capacity and possibly dedicated communication resources to an off-site laboratory for expert assistance. Existing communication networks are recommended for sensor communication, as long as the sensors are either fitted on soldiers or mounted on vehicles. On the other hand, if sensors are to be placed at a distance from existing radios, they will have to be equipped with their own means of communication. It is recommended that a computerized system to store and handle the raw data or consolidated data should be installed in order to be able to retrieve the data at a later stage. It is also important to take networking into account when procuring new sensor systems. For some of the existing sensors, new communication modules need to be purchased.

De kjemiske og radiologiske (CR) sensorene i det norske forsvaret i dag er frittstående enheter som kun gir alarm til personell i nærheten av sensoren. Andre enheter varsles gjennom kommandokjeden, men man risikerer at informasjonen blir unødig forsinket eller endret. Sammenknytting av sensorer i nettverk vil gjøre det mulig raskt å sende ut varsel til andre enheter som opererer i det samme området. Dersom man kan se responsen fra flere sensorer sammen og sende resultatene til et beslutningsstøtteverktøy, er det lettere å oppdage falske alarmer. Det vil i tillegg være mulig å gi anbefalinger med større grad av sikkerhet basert på sensorresponsen. Denne rapporten beskriver hvordan CR-sensorer kan sammenkoples i et nettverk for å gi en bedre situasjonsforståelse etter at CR-trusselstoffer er brukt. En enkel deteksjonsalgoritme er foreslått i denne rapporten for å sammensmelte informasjonen fra flere personlige kjemiske sensorer av samme type. Sammensmelting av informasjon fra sensorer med ulike deteksjonsprinsipp gir mer informasjon enn sammensmelting av informasjon fra like sensorer. Et brukseksempel er overføring av sensorinformasjon fra flere sensorer inn til et GIS-verktøy, slik at lagføreren i et søkelag vil være i stand til å få oversikt over søkeområdet i nær sann tid. Det vil være behov for ulike sensornettverk for ulike formål. Personlige sensorer krever færre kommunikasjonsressurser, mens spesialistinstrumenter krever høyere overføringskapasitet og muligens dedikerte nettverk tilbake til eksperter ved et eksternt laboratorium. Eksisterende kommunikasjonsnettverk kan benyttes for kommunikasjon mellom CR-sensorer så lenge de enten bæres av soldatene eller er montert på kjøretøy. Dersom sensorene isteden skal plasseres på avstand fra eksisterende radioer trenger de egne kommunikasjonsmidler. Det bør installeres et datasystem for å lagre og håndtere rådata eller sammenslåtte data slik at disse kan søkes opp i ettertid. Det er også viktig å planlegge for at sensorene skal kunne monteres i nettverk ved anskaffelse av nye sensorsystemer. For noen av de eksisterende sensorene vil det være ønskelig å anskaffe kommunikasjonsmoduler.