HARLEQUIN (High Accuracy Robust deployabLE Quant µm Inertial Navigation) ist ein wegweisender, hybrider Trägheitsnavigationsdemonstrator (Quant µm - klassisch), der speziell für maritime Plattformen entwickelt wurde. Das System ist von Grund auf für den zuverlässigen Betrieb in anspruchsvollen maritimen Umgebungen ausgelegt und liefert hochpräzise, einachsige Beschleunigungs- und Rotationsmessungen.
Während in der ersten Phase des Projekts (einem laufenden SBRI-Projekt gleichen Namens, das voraussichtlich Anfang 2025 endet) Labortests, einschließlich Kardanringversuchen, durchgeführt werden, fallen Feldtests nicht in den aktuellen Projektumfang. Ein Folgeprojekt, HARLEQUIN-ST (Seeerprobung), wird die Technologie jedoch auf See erproben, um sie unter realen Bedingungen zu validieren und weiterzuentwickeln. Das HARLEQUIN-ST-Projekt wird von Innovate UK mit einem Zuschuss von 481.000 £ gefördert. Es beginnt im Mai 2025 und soll innerhalb von zwei Jahren abgeschlossen sein.
HARLEQUIN ST ist ein Kooperationsprojekt führender britischer Organisationen im Bereich der µm und maritimer Innovationen. CPI TMD Technologies Ltd leitet das Projekt und ist für die Systementwicklung und die spätere Kommerzialisierung verantwortlich. Die University of Strathclyde steuert erstklassiges Fachwissen in der Grundlagenforschung der µm bei, während Covesion Ltd robuste Lasersysteme für die Atominterferometrie liefert. Die Trinity House Corporation of Deptford Strond stellt Schiffe und maritime Testeinrichtungen zur Verfügung und gewährleistet so, dass das System unter realen Einsatzbedingungen getestet wird. NLA International unterstützt das Projekt zusätzlich durch Expertise in der Integration maritimer Plattformen und stellt sicher, dass das finale System den Bedürfnissen der Endnutzer entspricht.
Im Rahmen des HARLEQUIN-ST-Projekts wird das System an Bord eines Schiffes der britischen General Lighthouse Authority eingesetzt. Während dieser Phase werden in einer repräsentativen maritimen Umgebung wichtige Daten erfasst. Die Erkenntnisse aus diesem Seeversuch fließen in ein Programm zur Systemoptimierung ein, um Leistung und Ausfallsicherheit im Schiffsbetrieb zu verbessern. Ein zweiter Seeversuch nach Abschluss von HARLEQUIN-ST dient der Validierung der Systemverbesserungen. Zusätzlich zum HARLEQUIN-Demonstrator werden in den abschließenden Versuchen die optische Uhr CIFS von CPI TMD und das Gravitationsgradiometer GRADUATE integriert, um eine umfassende maritime PNT-Lösung (Positionierung, Zeitmessung und Navigation) zu präsentieren.
Das technische Herzstück des HARLEQUIN ST-Projekts ist ein von CPI TMD entwickeltes hybrides Trägheitsnavigationssystem, das Quanten- µm -Technologie und klassische Systeme kombiniert. Es integriert einen auf einem Beugungsgitter basierenden Kaltatom-Beschleunigungsmesser als Quanten- µm -Sensor neben klassischen Subsystemen wie einem Ringlasergyroskop und einer Atomuhr und ermöglicht so eine hochpräzise einachsige Trägheitsnavigation. Die Verwendung einer gitterbasierten magneto-optischen Falle (MOT) für die Atominterferometrie ist eine Weltneuheit für maritime Anwendungen. Dieser innovative Ansatz bietet die inhärente Stabilität einer Atomfalle in Kombination mit geringem Platzbedarf, Gewicht und niedrigem Energiebedarf und eignet sich daher ideal für Schiffsanwendungen, bei denen Platzmangel und Umweltstabilität entscheidende Herausforderungen darstellen.
Das Projekt umfasst auch die Entwicklung wichtiger, robuster Subsysteme, die für den Betrieb des Quant- µm -Sensors unerlässlich sind. Die von Covesion entwickelten Atominterferometrie-Lasersysteme und das von CPI TMD entwickelte Atominterferometrie-Physikpaket sind nicht nur für HARLEQUIN von entscheidender Bedeutung, sondern bieten auch großes Potenzial als eigenständige kommerzielle Technologien auf dem britischen Quant- µm Markt.
HARLEQUIN trägt dem wachsenden strategischen Bedarf an robusten Navigationssystemen Rechnung, die nicht auf GNSS angewiesen sind, da dieses zunehmend anfällig für Manipulationen und Störungen ist. Durch die Bereitstellung zuverlässiger Navigation und Zeitmessung unabhängig von Satellitensignalen stärkt das HARLEQUIN ST-Projekt die Widerstandsfähigkeit maritimer Operationen in umkämpften Gebieten.
Die erfolgreiche Demonstration von HARLEQUIN-ST legt den Grundstein für die Entwicklung eines vollständigen PNT-Haltesystems im µm Bereich – eine essenzielle Fähigkeit für zukünftige Marine- und Handelsschifffahrtsplattformen. Das Projekt festigt zudem die Rolle britischer Organisationen an der Spitze der Innovation im Bereich der µm -Technologie und eröffnet bedeutende Chancen für zukünftige Exporte und kommerzielles Wachstum auf den globalen Navigations- und Zeitmessmärkten.
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