Безопасность беспилотников: как избежать неопределенности местоположения

Домой Наука о земле, Австралия > Научные темы > Позиционирование и навигация > Позиционирование Австралии > Тематические исследования > Безопасность беспилотника: предотвращение неопределенности положенияБезопасность беспилотника: предотвращение неопределенности положения

Вызов

Дистанционно управляемые воздушные системы (RPA), широко известные как дроны, продолжают набирать популярность благодаря своей универсальности и полезности в широком спектре промышленных применений. В Австралии и Новой Зеландии RPA все чаще используются для оказания помощи в сельском хозяйстве, удаленном здравоохранении, управлении окружающей средой, развлечениях, аварийно-спасательных работах и ликвидации последствий стихийных бедствий. С появлением первых коммерческих служб доставки за пределы прямой видимости (BVLOS) беспилотные летательные аппараты могут стать важным аспектом логистики будущего.

Наряду с растущей тенденцией к более частому и широкому использованию RPA, растет спрос на надежные методы мониторинга и управления их перемещениями в воздушном пространстве. Эта необходимость была продемонстрирована прошлыми инцидентами, когда важнейшие авиационные службы были вынуждены отклоняться от маршрута во время аварийных операций из-за присутствия поблизости RPA. В будущем совместные усилия с участием как пилотируемых, так и неуправляемых воздушных систем, работающих в непосредственной близости, потребуют улучшения ситуационной осведомленности. Ключом к реализации этих возможностей являются усовершенствованные навигационные технологии. Глобальные навигационные спутниковые системы (GNSS) широко используются для поддержки широкого спектра функций RPA. Многие RPA, используемые в промышленности, уже оснащены оборудованием GNSS, хотя точность этого оборудования может быть ограниченной.

До недавнего времени не было достаточных возможностей для приложений, где очень высокая точность является дорогостоящей, но последовательность и повторяемость являются приоритетом. Обеспечение безопасной и надежной работы RPA требует высокой степени доверия к их системам позиционирования. Это стало возможным благодаря дополнению GNSS. ТоЮжная сеть усиления позиционирования (SouthPAN)это первая спутниковая система усиления (SBAS) в Южном полушарии, обеспечивающая связь в режиме реального времени и обеспечивающая субметровую точность совместимых устройств в Австралии и Новой Зеландии.

Решение

Система RPA Trinity Pro от Quantum Systems, использующая навигационные возможности SouthPAN DFMC в полете.

Южная сеть усиления позиционирования (SouthPAN) - это совместная инициатива правительств Австралии и Новой Зеландии, которая предоставляет услуги SBAS по всей Австралии и Новой Зеландии, а также в их морских регионах. Компания Geoscience Australia в партнерстве с Toitū Te Whenua Land Information, Новая Зеландия, возглавляют разработку, внедрение и эксплуатацию SouthPAN, первой системы SBA, запущенной в Южном полушарии. Без учета распространенных источников ошибок точность доступных ГНСС-систем часто ограничивается 5-10 метрами. SouthPAN обеспечивает корректировку, которая уменьшает эти ошибки, повышая точность определения местоположения до уровня менее метра.

Путем передачи корректирующих сигналов непосредственно со спутника,Южная сторонаэто позволяет преодолеть пробелы в мобильной связи, Интернете и радиосвязи. В Австралии и Новой Зеландии уже доступны первые открытые сервисы, обеспечивающие подключение в режиме реального времени и обеспечивающие субметровую точность на совместимых устройствах. SouthPAN предоставляет пользователям открытый доступ как к L1 (стандартной частоте GNSS), так и к двухчастотным службам многозвенной группировки (DFMC), прокладывая путь к повышению точности и надежности работы RPA, как в краткосрочной перспективе, так и в будущем. Благодаря сервису SouthPAN L1 Early Open пользователи RPA теперь могут отслеживать точность определения местоположения в режиме реального времени, что помогает им обеспечивать безопасность полетов, не полагаясь на мобильные сети или дополнительную наземную инфраструктуру.

Система DFMC SBAS с открытым доступом обещает дальнейшее улучшение навигационных характеристик и целостности и обеспечивает устойчивость к ионосферным воздействиям. Службы DFMC SBAS обеспечивают бесперебойную навигацию по всей Австралии и Новой Зеландии, включая сложные географические местоположения для GNSS, например, вблизи экватора и полюсов. DFMC обеспечит дополнительную устойчивость и еще больше повысит точность определения местоположения систем, предоставляя пилотам большую ситуационную осведомленность, необходимую для навигации в перегруженном воздушном пространстве и поддержки безопасного взаимодействия между самолетами с экипажем и без экипажа.

Воздействие

Пилоты RPAS, использующие сервис SouthPAN L1, могут немедленно воспользоваться преимуществами снижения неопределенности определения местоположения, что дает им уверенность в своих системах для безопасного выполнения работ в сложных условиях. Использование только стандартной частоты GNSS L1 позволяет использовать эту возможность на множестве платформ без каких-либо дополнительных затрат для пользователя.

Переход на службу DFMC от SouthPAN повысит устойчивость к ионосферным воздействиям и еще больше повысит точность и целостность систем, открывая возможности для эксплуатации нескольких воздушных судов в непосредственной близости друг от друга или в пределах общего воздушного пространства с самолетами с экипажами. Предварительные испытания с использованием беспилотника вертикального взлета и посадки (VTOL) с неподвижным крылом показали дополнительное улучшение точности определения местоположения на 44% при использовании DFMC по сравнению с L1. В ходе летных испытаний в Таунсвилле, штат Квинсленд, было зафиксировано улучшение точности 3D с 1,6 м при использовании SouthPAN L1 до 0,39 м при использовании DFMC.

С SouthPAN операторы RPA могут пользоваться широким спектром преимуществ, в том числе:

Повышенная точность на всех этапах полета, улучшенная поддержка вспомогательных средств пилота и автономных функций.
Повышенная надежность RPA, необходимая для скоординированного управления воздушным движением между воздушными судами с экипажем и без экипажа в оперативном воздушном пространстве.
Индикация целостности навигации в режиме реального времени, еще более улучшенная благодаря сервису DFMC.
Повышенная ситуационная осведомленность благодаря сведенной к минимуму неопределенности положения дает операторам уверенность, необходимую для проведения безопасных работ в соответствии с требованиями законодательства.
Снижение затрат за счет использования навигационных сервисов открытого доступа L1 и DFMC, охватывающих всю Австралию и Новую Зеландию.
Большее соответствие навигационным требованиям, предъявляемым законодательными стандартами соответствующих национальных авиационных властей.
L1 SBAS работает на стандартной частоте, которая уже широко поддерживается приемниками GNSS и коммерчески доступными RPA.
Услуги DFMC SBAS обеспечивают бесперебойную навигацию в сложных географических точках для GNSS, что стало возможным благодаря значительному снижению восприимчивости к ионосферным воздействиям.

Сервисы SouthPAN L1 и DFMC предоставляют пользователям RPA множество преимуществ, начиная от повышения точности и надежности и заканчивая повышением безопасности полетов и соблюдением нормативных требований, что способствует бесперебойной и эффективной работе в различных условиях и воздушном пространстве.