我司发布无人机机载探测与避让系统及机载模块
为保障飞行安全,各国目前大多将无人机活动限制在特定的空域内,与有人机隔离运行。但在有限的空域资源下,隔离运行方式将难以满足无人机日益增长的应用需求。无人机与有人机共享空域飞行是未来的发展趋势,避免无人机之间、无人机与有人机之间的碰撞危险是无人机进入融合空域亟待解决的关键问题。
由于缺乏机载飞行员,因此可能需要使用适当的技术和程序,使无人机驾驶员具备类似于有人机驾驶员看见、察觉或探测交通冲突或其他危险并采取适当行动的能力,即无人机探测与避让(Detect and Avoid, DAA)能力。
系统介绍
功能目标:将ADS-B定位信息接入到上位机中并解码,将各个航空器的定位信息进行实时动态显示。接着,将GPS定位信息接入到上位机中并解码,作为本机的定位信息进行实时动态显示。然后,将数据接入无人机机载探测与避让系统中并根据需要进行配置。最后,输出包括探测信息,告警信息以及机动引导逻辑等信息。
系统架构:DAA系统是为了协助无人机操作员(PIC)可以在国家空域系统中可以安全地操作无人机的职责而开发的。DAA系统由许多子系统和设备组成,包含无人机(Unmanned Aircraft, UA)、控制站(Control Station, CS)、入侵机、ATC等子系统,DAA系统支持地面监视、导航系统(NAV)、全球定位系统(GPS)以及通信系统(COMMS)。如图1所示。
整个系统包括机载探测设备,地面控制站和导航卫星。导航卫星用于广播导航信号,机载探测设备安装在无人机上,用于获取自身位置数据、获取周围空域的雷达数据、获取其他机载探测设备的TCAS数据,以及根据导航信号获取其他机载探测设备的ADSB数据,并将自身位置数据、雷达数据、ADSB数据和TCAS数据通过地空通信链路发送到地面控制站;地面控制站用于通过航迹融合算法对雷达数据、ADSB数据和TCAS数据进行融合得到航迹数据,根据自身位置数据和航迹数据生成引导建议信息以及碰撞威胁等级。通过上述方式实现无人机的有效探测与避让。
4、引导功能:引导处理子功能会生成引导信息,并将这些信息提供给PIC,以维持和恢复DWC净空区。生成的引导信息是DAA机动的基础,将引导信息的类型大致分为正向引导(Positive guidance)和负向引导(Negetive guidance)两种。
总结:综上,DAA系统将无人机将ADS-B信号进行接收并解析,获得航空器航行状态的识别信息、经纬度高度信息、航行速度大小等信息,接着将接收GPS数据并解析,获得本机的高度、经纬度等信息。将这些信息发送到算法之中,基于冲突判别的结果和相关的飞行参数,进行冲突的预测。这可能包括计算飞机之间的最小间隔距离、最大相对速度等参数。根据冲突预测的结果,生成相应的解决方案和决策建议。这可能包括调整飞机的速度、航向或垂直路径,以避免潜在的冲突。能有效提高飞行员的运行态势感知能力,扩大监视覆盖范围,提高空中交通安全水平、空域容量与运行效率。
我司发布的机载探测与避让模块技术参数表
参数 | 无人机机载探测与避让模块 |
图片 | |
电源 | DC 6.5~28V |
功率 | ≤3W |
尺寸 | 92*50*17.2mm |
功能 | 自主定位、目标探测、告警计算、决策指导 |
GNSS参数 | |
接收类型 | 56 Channels GPS L1C/A SBAS L1C/A QZSS L1C/A Galileo E1B/C |
首次定位时间 | 冷启动:29秒; 温启动:28秒; 热启动:1秒; 辅助启动:5秒 |
灵敏度 | 导航跟踪:-162dbm; 重新捕获:-160dbm; 冷启动:-148dbm; 温启动:-148dbm; 热启动:-156dbm |
水平位置精度 | 2.5米 |
时间脉冲信号的准确性 | RMS 30ns 99% 60ns |
时间脉冲信号的频率 | 0.25Hz~10MHz(可配置) |
最大导航更新率 | 10Hz |
速度精度 | 0.1m/s |
航向精度 | 0.5° |
运行限制 | 加速度:≤4g; 高度:50000m; 速度:500m/s |
ADS-B IN参数 | |
最大监视距离(视距) | 200公里 |
接收机的灵敏度 | -85dBm |
目标处理能力 | 100批目标(均匀分布) |
处理延时 | ≤50毫秒 |
工作频率 | 1090±1MHz |
消息格式 | DF17, DF18 |
告警与避让参数 | |
数据处理 | 能够实时解析处理本机的GPRMC报文数据,获得本机位置、状态信息;能够实时解析处理DF报文数据,获得周边他机的身份信息、位置信息、状态信息等; |
处理延迟 | 不超过50毫秒 |
参数配置 | 本机性能限制参数,DAA安全间隔要求,预警要求 |
预防级告警 | 水平间隔4000ft,垂直间隔700ft,最小平均告警时间55s,早期告警时间75s,晚期告警时间20s |
纠正级告警 | 水平间隔4000ft,垂直间隔450ft,最小平均告警时间55s,早期告警时间75s,晚期告警时间20s |
警告级告警 | 水平间隔4000ft,垂直间隔450ft,最小平均告警时间25s,早期告警时间55s,晚期告警时间15s |
避让指令生成 | 根据冲突预测的结果,生成相应的解决方案和决策建议。这可能包括调整飞机的速度、航向或垂直路径,以避免潜在的冲突。 |
指令输出接口 | 串口UART,波特率115200 |