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。

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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。

洞古笑言

人到古稀,逐步另世,常怀往事 ,一言难尽,人生只有一句概括话“命运”错过一步,带来苦劳苦脑!费尽心思,一生后悔或幸运一时,荣华富贵 无忧无愁,快乐一生 。贫者肚饱度世日,富者升官图荣禄。人生向望无限线,途中总有苦难日,难解难分丢开边,心纯思洁度世日。
闲中无聊,执笔笑题,打牌损财,写画动心!
有人吹牛,世界好大,走过多远,真是井下观天,不知天高地厚。我住中王市,东见一字大山,南下井字搞贸易,西到金紫峰看风景,北和周公寨太子爷谈农事!走南闯北,所到之处,望目大地,得出一个最大的科学论断世界只有一个太阳,别无另世了。
我下与新开丘大峡谷阎王爷喊过话,上与玉帝论世事,我从不吹牛。玉帝说你们是世界的中部,我送了三个宝物给你们,仙牛,仙水和太阳。你们光明磊落,阳光万丈,牛气冲天,万物生长,绿水青山,百花齐放,家富人旺。如外地人不信,你可每天到中王市去看太阳就知道这是世界的中部。见了太阳光,办事有主张。你和仙牛玩,富贵享不完。你喝了仙泉水,定会当公主。所以中王市有天地关顾。举世无双,人才辈出,层出不尽,享受人间美好之地。
我万校本科毕业,留学于西方松大一年,因文化较高(本篇含有中文,外文和本人文字参入其中),直接调于世界人类养命精研究系工作。在条子丘水力调度处办公室任处级干部,同时又任铁锄部部级高官。相当于省……还得由阅者去评级吧!
说到研究一事,至今为什么田里面的泥总往外付没有研出来?难道是下人偷了吗?我也不去报案了。
我有十个勤务员和十个服务员,随身服待听从我的指挥。在吃饭的时候服务员只夹蔬菜不夹肉,本司令常发脾气。
在烈日当空下,去摸田抓草,搞得服务员遍体是伤,流着红泪哀求!勤务员在泥里,磨得皮破血流,弄得本司令汗如水流,我大发雷霆,你怎么把我带到这禾田里玩泥玩水。其实我是非常疼爱他们,服务员弯着腰,勤务员卧着地说:这是农民的“命运”,请老总去告天地状吧!
我怒气冲天喊阎王爷,你怎么这样磨我们作田人。上面晒得如火烫,下面磨手又磨脚真是太可恨了。阎王爷听了气愤过头,我讨厌你们这些赤脚粗手的人。把我的头发皮肤年来复去的挖梳,也发不了财。特别是以前乱挖乱砍乱刨,把我的皮毛都削光了。种的耗子,野柠檬说吃尽了,你们还在指责我,要到玉帝家去告状,只好请太子爷一同上去。
玉帝非常高兴接待说我早知道三者来的原因,谈论世事。首先批评阎王爷农民辛苦种地产粮是为了人类生活,你忍着痛痒镇静一点。不然地荒了草都会起虱子。阎王爷真是哭笑不得,又对太子爷说。你要调节好雨水,掌握生产环节为农民多做好事,玉帝又对我说,我非常同情人间赤脚人。
早起晚归,做工卖力以前吞着口水卖鸡蛋赚钱供油盐,省吃俭用,望天讨吃,敬言尊人,求得上人的看待。就是现在一个“卡”接钱只见天上掉下来是甜的,搞不清来龙去脉,不知道哪项多少。蒙在鼓里,多也是好,少也是谢。也是一种经济来源的盼望。这就是人类底层没有文化的文盲现实。
自古至今,人类都是同样的天地,同样的文化社会和同样的抖作体形。有的文化高低能力和权威大小层次,以及地势地域和自身健康及各方面客观因素形成强与弱,贫与富,产生千差万别的层次距离,对有职业级别的人就有一个可靠的摇钱树和各方面的社会保障。自然有千财万富的部分人户,他们想有尽有,一呼百应的气派。别人退休几千上万元,玩泥先生退休只有百来元,按比例是几十分之一。
别人带的是大伞,遮风避雨。你带的草帽不知道冷缩在哪个角落里。这就是人类层次对比的区别。所以你们赤脚先生在田间里生产的粮食是人类的养命者,又是指手画脚的卖力者,还要看你的能力怎样。给你一个高贵的评价,是一个会说话“工具”罢了。说来气人,讲来事实。这是人类强弱智向高低能力和每个人的命运差距。有说不尽的所然,只能简言成章。
玉帝称自己做了一件大公平的事,把人的生命寿龄定在各人的身上。拉不动买不了,否则富者买寿万万岁,贫者卖命图个眼前利。荣华富贵也要死,穷者平凡过日也要亡。皇帝死后丢皇座,至今从未回世认自位。
玉帝最后答复,准备改革转换。以后要让你们赤脚先生去坐办公室,穿鞋袜去搞耕种。阎王爷听了非常高兴,说穿鞋袜的落地一定轻松些,免得我受皮肉之苦。相信赤脚伯伯们听了定会欢天喜地。过了几十年定会有办公室坐。
写下笑言必出笑题,有人吹牛会做大生意,我家的鸡每天也会生一,卖出一个蛋就赚亿元。可惜亿前面的零太多了。
真是财大气粗,火柴总是买盒数,从不买半盒。搞货运用的是名牌高科技,双卡拉木制单轮小轿车,全由现脑自动化操作,一般出国旅游才开动。不是别人什么电脑的土铁壳。
我出国西方旅游,看到两个挖红薯,挖到一个大的非常高兴。说要去拿把痛通一下,有山东动,伴者看了东东有果动,我站在西方生怕根着动。因为没带翻译,速回家才知是三斤重。
所以人生要有文化,要有聪明理智选择人生的道路。勤学苦练成人才,去掉贫寒换新装,穿上鞋袜当上人,走向人类幸福美满的层次,爬向荣华富贵的天梯。特别有些没有文化的男人总认为空调是铁制电动的,其实就是墙上的美姑画。
跑马观花看天下,轻描淡写论世事,天方夜谭不作正言。阅者乐观哈哈笑,把你肚里的废气“扑”的一声排出来,一定身健财旺。

保持长久幸福有两个极为重要的基础。

第一个基础:克制。

这是不是和你的直觉相反?是啊,难道幸福不是来自要什么就有什么的感觉吗?

不!幸福的来源之一就是适当的克制。

相反,要什么就有什么是对幸福最大的摧毁。现在不是流行着这么一句话吗?

『毁掉一个孩子最简单的方法是满足他的所有要求。』

其实背后的心理机制是:长期不必付出的收获,收获也将失去价值和意义。更严重的是:这还会让一个人不愿意努力,努力就会变成过度吃力。

幸福的第二个基础:比较。

人是社会性动物,有意无意都会与人比较。比较是中性词,具有什么内涵主要看你怎么用。

或者用《菜根谭》里的一句话来形容比较适合:

事稍拂逆,便思不如我的人,则怨尤自消;心稍怠荒,便思胜似我的人,则精神自奋。

也就是,你要看自己处于怎样的状态,从而选择要比较的人,最终让自己更好。

但最容易被忽视的是:与自己比较。

一个人能看到自己的不断成长与进步,便是非常充实和幸福的事情。

当发现自己今年比去年成熟圆通了很多,有智慧了很多,认可和信任自己的人也多了,那么,他甚至可以不需要与任何人比较就能感到幸福,这种幸福源自成就感与价值感,源自内心的富足。


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