要想获得超视距飞行的许可,无人机运营商必须消除GPS性能恶化的风险

要想让超视距(BVLOS)飞行变成现实,无人机运营商必须解决GPS信号恶化的问题。有两种思博伦解决方案可以在这方面提供帮助。

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超视距(BVLOS)无人机飞行已经离我们越来越近,而且各项限制也在逐步取消。自2018年以来,美国联邦航空局已经72次取消了其联邦法规(CFR)第107.31条中的飞行规则,授权所有小型无人机系统(sUAS)运营商可在无人机具备远程控制飞行员(RPIC)或指定视觉观察员(VO)的条件下执行超视距(BVLOS)飞行。对于重量大于55磅的无人机系统,联邦航空局(FAA)还给予第91条和第61条的豁免 。

在Part 107的迄今为止的豁免受益方中就包括Alphabet的Project Wing(试验型无人机包裹投递项目)、Matternet(试验型无人机医学样本投送),以及ARE(提供基于无人机的公用设施线路检查)。这些都是前景广阔的无人机系统用例,而且联邦航空局正致力于实现此类运营活动中“几乎无可限量的优势”。

BVLOS对监管部门和无人机运营商带来了诸多挑战

但联邦航空局(及其全球范围内各对等部门)面临的挑战是确保无人机能够在不产生安全风险的情况下执行超视距飞行,包括其它空域使用方或地面人员和建筑物所面临的风险。这项艰巨的任务涉及重新考虑空域的分隔方式、包含数百万无人机和传统飞行器时的空中交通管理方式,以及对无人机的安全性和适航性进行评估和验证的方式。

目前,联邦航空局超视距航空规则制定委员会(ARC)正在开展这一进程,并在未来几年中形成正式的法规。与此同时,任何希望执行超视距飞行的企业都必须申请联邦法规第107.31条豁免或第61/91条的免除。为实现这一目的,他们必须证明自己的无人机系统可以安全地飞行。

可靠的GPS是所有超视距豁免的基本安全条件

要想获得第107条的豁免,首先要了解联邦航空局命令8040.6条“无人机系统安全风险管理政策”。这项命令的关键要求与GPS的可靠性直接关联。我们所见过的每项第107条豁免(所有豁免都在联邦航空局网站上公布)规定无人机必须在整个飞行过程中具备可靠的GPS信号。

例如,第107条豁免虽已授予Wing、Matternet和ARE,但都包含下列的要求:“无论何时,当GPS信号丢失时,或当GPS位置信息恶化时,此项豁免所涉飞行活动必须中止。”

对于与较大和较重无人机相关的第61/91条免除,联邦航空局的要求是,如果在无法保障飞行过程中的GPS可靠性,禁止启动任何飞行活动。例如,授予A-Cam Aerials的免除条款中规定:“如果出现全球定位系统(GPS)服务中断、信号缺陷、完整性问题、涉及计划操作区域中任何部分的已生效航行通知、或任何影响或可能影响GPS信号功能性和有效性的其它条件,则控制飞行员(PIC)不应启动飞行,而正在执行的飞行也应立即中止。”

为突显对GPS可靠性和性能的相关考虑,该项豁免条款还进一步指出:“地理围栏需要依靠GPS的精度。要想使该软件成为一种有效的风险消减方式,控制飞行员(PIC)必须了解其无人机系统的GPS位置确信度,并将该因素纳入自己飞行计划中。例如,如果无人机系统的GPS位置确信度为+/- 10英尺,则无人机系统和拍摄人员之间应增加10英尺的缓存距离。”

这些要求代表着法规的未来,即导航将构成任何已定义法规中的一个关键组成部分。对于在开放农村空域开展飞行活动而言,这可能算不上是什么问题。但对于在都市或郊区设计的服务来说,这些要求将成为决定成败的关键。

这是因为无人机需要至少四颗具备视距传播条件的卫星的无线电信号(如果使用的是WAAS或SBAS之类的增强服务,则需要六颗),才能准确计算自己的位置。如果与这些卫星间的视线受到树木或建筑物的阻挡或扭曲,即使只是短短的几秒,无人机的GPS接收机也可能暂时失去信号锁定。

GPS可靠性可能成为基于无人机系统商业模型成败的关键

对于在无人机运营中投资的企业而言,这是一个重大的议题。如果无人机在飞行员不得不意外着陆,那么回收无人机和任务失败带来的成本将可能成为难以承受之重。如果在GPS信号可用性无法确定时而无法开展飞行活动,那么整个商业模型的竞争力也将会倍受质疑。

所有这一切都表明,我们需要一种能够解决GPS信号恶化问题的解决方案。如若不然,监管机构可能无法相信某型无人机可以在某些区域安全飞行,而企业也将很难获得在这些区域飞行的许可,而且当GPS问题发生时,需要获得超视距飞行授权才能执行的运营活动也受到干扰。

思博伦提供的是解决GPS信号恶化问题的双重解决方案

那么无人机运营商怎样才能确保在希望或需要飞行的任何地点都能获得可靠的GPS呢?作为全球领先的GNSS测试、测量和保障解决方案供应商,思博伦一直在与航空工业紧密合作,并开发出了一种双重解决方案。

解决方案1:GNSS可用性预测解决方案

思博伦GNSS Foresight使用先进的三维建模和波束追踪来预测和绘制GNSS信号可能遭遇恶化的区域,并指出在一天中的哪些时候会发生怎样的情况。无人机运营商可以在飞行前和飞行过程中使用Foresight来查明、预测和规避存在已知GPS性能恶化的区域。

Foresight以两种独立解决方案的方式提供,由客户可根据自己的需求加以选择。Foresight Live可对于地面以上1至100米范围内每一米、每一秒的GNSS进行计算,包括当前时间和未来数日/数小时的时间跨度。通过这种方式,该解决方案可以实现规划和实时的决策,确保GNSS的连续性和可靠性。与此同时,Foresight Risk Analysis(Foresight风险分析)可以提供对特定服务区域的最佳情况、最差情况和90百分位预测,确定在哪些位置的GPS永远可以得到保障。

解决方案2:GNSS关联设备测试解决方案

从GNSS芯片到整个无人机系统,思博伦的硬件和软件解决方案可以测试各类设备在GPS恶化区域内执行导航的能力。无人机运营商可以将这些知识与思博伦GNSS Foresight提供的数据结合起来,以智慧方式确定无人机可安全执行超视距飞行的地点和时间。

点击https://t.cn/A6MjuAM0,进一步了解思博伦如何帮助您实现安全的无人机超视距自主飞行,请参阅我们的电子书实现自主无人机系统导航中的可靠GNSS性能。

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作者:Jeremy Bennington
思博伦通信公司定位、导航和授时保障业务副总裁
Jeremy在多个行业的领先新技术和业务创新领域拥有20年的丰富工作经验,包括电信、视频和运输行业。Jeremy目前负责领导思博伦的PNT保障业务,目的是提高各类运营活动中GNSS系统的性能和可靠性。Jeremy不仅活跃在工程和业务领域,他还加入了ITU、CableLabs、SCTE、IEEE、TIA、ASTM、ANSI和其它标准制定机构,确保各行业能够增加对新技术的采用并实现规模经济的优势。Jeremy拥有普度大学的管理学硕士和计算机工程学士学位,并且是一位专利作者。此外,他还是一名现役飞行员。

【有奖征作品[围观]|黔南最美四季[举手]】#黔西南身边事#
[围观]一等奖8名5000元,二等奖16名2000元,三等奖32名500元,优秀奖400名100元。[嘘]
为认真贯彻落实省、州关于加快黔南州旅游产业化发展,将黔南打造成旅游综合目的地重大战略决策部署,推进旅游业高质量发展,同时进一步挖掘和展现黔南州良好的城市形象,让更多人认识和了解黔南,分享黔南的精彩和魅力,加大市场宣传营销力度,扩大黔南旅游的市场占有率,提升黔南旅游的知名度和影响力,“黔南最美四季”征集活动于2月1日启动。

本次活动由黔南州委宣传部、黔南州文化广电和旅游局、黔南州摄影家协会主办。以“黔南最美四季”为主题,用镜头记录黔南最能表现四季的美丽元素,感受黔南的美丽故事。能全面准确反映黔南旅游形象,充分体现黔南旅游的资源优势、典型特征和人文精髓,具有较强的震撼力、吸引力和启发性。通过图片、视频等形式,让黔南被更多的人看见。

 (一)活动主题:#黔南最美四季#

(二)活动范围:社会各界人士均可报名参加。

(三)活动时间:每季度进行一次评选,全年进行4次评选;

  2022年2月1日起至2022年5月1 日止(春季)

  2022年5月2日起至2022年8月1 日止(夏季)

  2022年8月2日起至2022年11月1 日止(秋季)

  2022年11月2日起至2023年2月1 日止(冬季)

(四)活动形式

  简介文字凝练:参赛作品须标注标题,字数不超过15字,并简要阐述作品的创意和主题。

  大赛分为春、夏、秋、冬四季主题三大类进行投稿:

  1、自然风光类:

  黔南优美自然风光,各地乡村别具地域特色的自然美景等。

  2、民族风情非遗类:

  展现黔南州多彩的民俗文化、民族节庆活动、民族风情、非物质文化遗产、特色美食等。

  3、旅游景区类:

  展现黔南州内所有景区(点)美景、美物、人物、民宿等涉旅行业内容。

  展现形式可以为照片或视频。

(五)提交方式

  1、邮箱:xctgk@qq.com

  2、邮寄:黔南州都匀市匀东镇匀东大厦A323室,收件人:占智鹏,邮编:558000。

  投稿人需对所提交作品说明其具体含义(或寓意)。在稿件中注明姓名、联系方式,并在信封或电子邮件标题中注明“黔南最美四季”字样。

  咨询电话:0854-8280566。

(六)参赛细则:

  1、黔南州内外摄影家和摄影爱好者均可参赛,主题不符的作品不能参赛,本次参赛投稿只限于在贵州省黔南布依族苗族自治州境内拍摄的作品,获奖作品组委员将对拍摄地进行认证,发现不是在黔南州境内拍摄的获奖作品,组委会将取消比赛资格,获奖作品作废。

  2、本次比赛不收参赛费、不退稿。

  3、活动分为网络投票和专家评选方式最终评选出获奖作品。

  4、网络评选:在黔南州文化广电和旅游局指定网站开展“黔南最美四季”评选活动,“春、夏、秋、冬”每季度一个主题进行网络投票活动,按票数高低排序,占总分值50%。

  5、专家评审:通过电子邮件或刻成光盘邮寄,jpg格式,附上简要文字说明和拍摄地点,作者姓名、身份证、电话、通讯地址,相机摄影文件大小5M以上,组照每组限4-8幅,同时提供RAW格式(原始数据底片格式)文件。手机摄影需是原图,文件大小5M以上。视频统一MP4格式清晰度大于或等于1080P,时长为10秒-60秒。来稿电子邮件注明“黔南最美四季”活动参赛作品,按评委评分高低排序,占总分值50%。

  6、为便于入选作品的影像鉴定,使用数码相机拍摄的作者,请将拍摄的原始文件保存好,接到调底通知后,3日内需将入选作品的原始文件发送到投稿邮箱:xctgk@qq.com,如不能按期提交,视为自动放弃入选资格。邮寄入选作品光盘(U盘)时,请包装妥当,以防损坏。

  7、投稿作品必须是保持原貌的纪实摄影作品,仅可作亮度、对比度、色彩饱和度的适度调整及构图剪裁,不得用电脑或传统暗房技术作合成、添加、删除、大幅度改变色彩等技术处理。

  8、凡获奖作品,主、承办方有免费使用权,可在展览、画册、报刊、杂志、网络等相关非商业宣传中使用,不再另付稿酬,作者具有署名权。

  9、投稿作品的作者应对作品拥有独立、完整的著作权;投稿者还应保证其所报送的作品,不侵犯他人的包括但不限于著作权、肖像权、名誉权、隐私权等在内的任何权利。一切法律责任均由投稿者本人承担。给主办单位、承办单位造成损失的,投稿者应予以赔偿。

  10、参加本届比赛的获奖作品,可作为作者申请加入黔南州摄影家协会的条件之一。

  11、本届比赛组委会拥有最终解释权。凡投稿作者均视为认同并遵守本规则。

(七)大赛奖项设立及报酬

  评比活动分为四期,每期以当季度为主题,并从每季度投稿作品中评选出228幅摄影作品和228部视频作品,每类分一、二、三等奖。

  一等奖,共8名(四期每期视频、照片共2名,合计8名)、奖金各5000元,并颁发证书。

  二等奖,共16名(四期每期视频、照片共4名,合计16名)、奖金各2000元,并颁发证书。

  三等奖,共32名(四期每期视频、照片共8名,合计32名)、奖金各500元,并颁发证书。

  优秀奖,共400名,(四期每期视频、照片共100名,400名)奖金各100元。

(八)作品评选

  大赛组织机构由黔南州委宣传部、黔南州文化广电和旅游局、黔南州摄影家协会组成评审委员会进行评选,评选细则将在黔南旅游官方微信平台公布。

  请大家多多关注,积极参与,通过手中的镜头随时随地的记录下2022年以来黔南在您眼中闪现的那一道不同寻常的风景和那一缕独特的风土人情。

 

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