无人机交通管理系统空域集成解决方案

2020-10-26 10:01:19 阅读量 68

摘要:无人机交通管理系统对整个航空系统和空中交通管理带来了颠覆性的技术挑战,因为无人机具有高度自动化潜力的新飞行技术。此外,无人机市场的快速增长导致当前许多航空商业模...

近年来,随着无人机及无人机系统(UAS)的迅猛发展,无人机的使用越来越普遍,已广泛用于工业、建筑、农业和林业等领域,在治安、消防和救援服务等方面也发挥了重要作用。仅在德国,德国空中航行服务提供者(ASP)DFS公司就投入了约50万架无人机。DFS正在开展一项具有开创性意义的无人机识别和跟踪项目,将为欧洲无人机交通管理系统(UTM)奠定基础。

 

无人机可以在操作者视线范围之外执行任务,这将为人们的生活带来许多便利。但是,无人机也存在风险,特别是对于有人机的威胁。与大多数商用航空飞机不同的是,无人机无法主动发送位置,并且体积太小,无法被雷达或其他常用的传感器探测到。这就是DFS和德国电信提供商(Deutsche Telekom)共同启动“连接无人机(Connected Drones)”研究项目的原因。该项目旨在通过移动网络来定位无人机,从而使无人机安全、合理地整合到空域中。

通过这种方式,该项目将无人机变成了可飞行的智能手机。无人机使用LTE调制解调器和SIM卡连接到移动网络并传输准确的4D位置和标识。这些数据将被发送到DFS,随后在Phoenix公司的跟踪系统中与有人机的数据相结合进行跟踪和融合,并显示在无人机交通管理系统的移动应用和网页中。当前的移动网络已针对地面用户进行了优化。为此,项目团队对移动网络进行了高强度测试,确保可以满足无人机系统的需求。

1.交通管理的功能层

无人机交通管理系统和无人机交通管理(ATM)在对特定空域的分配及运行方式等方面存在差异。但是,它们具有共同的功能结构。从注册、绘图和跟踪开始,功能层相互叠加。在这些基础功能之上,还有更高的流量管理功能,例如任务计划、环境数据处理、冲突检测和解决、流量预测和拥堵管理以及为用户定制的人机界面(HMI)(最高层)。

2.低空空域用户

大多数无人机在不受管制的G类空域的超低空空域(VLL)中运行(地面上100m-150m),具体飞行高度取决于相关规定和运行概念。这类空域的使用者很多,包括按目视飞行规则(VFR)飞行的有人机、用于紧急服务、警察和空中运动的直升机,导致存在严重的撞机风险。由于国际民航组织规模较小,难以要求所有无人机遵守“保持空域洁净”和“发现后避让”等规定。

3.端到端无人机交通管理解决方案

DFS无人机交通管理所提供的服务对于空域中的无人机在所有飞行阶段的安全运行都是至关重要的。在预飞行阶段,操作员可以在无人机交通管理系统中注册并进行任务规划,还可以再次检查飞行计划是否涉及禁飞区或领空限制,或是有其他登记的飞行动作,以及是否需要获得操作许可或特殊操作风险评估。

如果需要得到相关航空管理机构的许可,无人机交通管理系统可提供操作员之间的基于工作流的批准程序。另外,无人机交通管理可持续处理气象数据、海图数据、地理数据、障碍物数据和飞行通报(NOTAM)等外部数据并进行数据过滤。在飞行阶段,操作员可以实时跟踪无人机,并通过复杂的空中状况显示屏中观察其他有人和无人机,包括视距外飞机。飞行后阶段的无人机交通管理系统组件可协助评估和跟踪飞行情况,例如飞行日志、事件管理和电池管理。


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