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。

#历史那些事[超话]#1946年10月的一天,家住南阳市太山庙镇的农民孙邦俊,驾着马车走在回家的路上,遇到一群孩子正在向一个“乞丐”身上扔白菜叶和臭鸡蛋。而周围的大人们却并不制止,反而像看戏一样远远地看着。

孙邦俊赶忙停下马车,训斥道:“谁家的孩子,都回家去。”

孩子们听到训斥后一哄而散,孙邦俊走了过去,看到这个“乞丐”衣衫褴褛,浑身脏兮兮的。正在捡着地上的白菜叶大口大口地吃着,孙邦俊顿时心生怜悯,从怀里拿出两个窝窝头准备递给他。

正在这时,远处的人们突然喊道:“那位好心的大哥,你可别管他,他是个鬼子兵!”

孙邦俊听后,又仔细端详了一下眼前的“乞丐”,果然,破旧的衣服虽然脏的黑乎乎的,但还是可以看的出,他穿的是日军的军服。

顿时,孙邦俊的心里就涌起了莫名的仇恨感,抗战时期,他的二伯就惨遭鬼子毒手,房子也被烧毁了......

让人意外的是,孙邦俊楞了片刻后,还是将手里的两个窝窝头递给了那名日本兵。然后在众人嫌弃的目光下,转身离开。

可那名日本兵却突然站起身,一瘸一拐地跟在了孙邦俊的后面,孙邦俊没有管他,驾着马车继续往前走。刚走没多远,那名日本兵就重重地摔倒在了地上,孙邦俊停住了马车,叹了口气,又返了回去。

原来,这是一名受伤的日本士兵,因为一直没有接受治疗,伤势越来越严重。孙邦俊又一次心软了,在众目睽睽下,将他扶上了马车。

“他可是鬼子兵啊,小心他对你图谋不轨,你不要命了?”

“哎,又是一出农夫与蛇的故事!”

周围的村民们对着孙邦俊远去的方向指指点点,议论纷纷。

孙邦俊将那名流浪街头的日本士兵带去了卫生所,自掏腰包给他进行了简单的治疗,最后又把他带回了家。清洗过后,孙邦俊看清楚了他的面孔,看上去年龄也不大。孙邦俊顿时同情心泛滥,又是给他吃,又是给他喝,还给他找了一身干净的衣服。

看样子,孙邦俊是打算暂时收留他了。先不说他的家人同不同意,没过几天,村里人就知道孙邦俊带回来一个日本鬼子。村民们恨透了日本鬼子,战争的时候,鬼子在村里烧杀抢掠,不少村民的亲人都死在了鬼子的屠刀下。所以大家纷纷站出来指责孙邦俊,让他把鬼子扔出去。

孙邦俊无奈,只好带着那名日本士兵来到了警察局,想着把他交给警察。结果,警察告诉他,日本已经无条件投降了,不会抓捕日本士兵,又逢内战爆发,没有时间管他。

孙邦俊只好又把他带回了家,他也想过如何解决这个问题,把他赶出去的话,他很可能会死在外面。最终,孙邦俊做出了一个令家里人意外的决定,把他暂时收留在自己家里。

也许孙邦俊自己当初都没有想到,这一收留,就是47年之久。这期间,村里人逐渐远离孙邦俊一家,甚至自己的亲朋好友都不再与他走动,但他一直未曾后悔。

1964年的时候,孙邦俊老人不幸离世,临终前,还不忘叮嘱家人,以后有机会一定要送这个日本士兵回家。而孙邦俊的家人也遵照了老人家的遗愿,不仅在之后的几十年里对这个日本士兵照顾有加,还一直找寻机会送他回日本。

直到1992年7月的时候,一个日本访华团来到了中国,并访问了南召县,在得知这里有一名日本士兵后,开始对他的身份进行核实。

这时人们才知道,这名遗留在中国整整47年的日本兵叫做石田东四郎,家住日本秋田县,家中还有亲人健在。

1993年,石田东四郎在孙家人的帮助下,踏上了飞往日本的飞机,回到了秋田县。

当秋田县的人们知道了这件事后,感动不已,对孙邦俊一家感恩戴德,纷纷决定要给孙邦俊的后人汇款报答。

后来,孙邦俊的儿子孙宝杰收到了这笔500万日元的汇款,但他并没有留下,而是将它全部捐了出去,投入到了农村的教育工作上。

或许有人会质疑孙邦俊的做法,但孙邦俊一家人的做法,却体现了中华民族以德报怨,胸怀宽广的美德。

#创作力计划#

#历史[超话]##历史##历史冷知识# 1946年10月的一天,家住南阳市太山庙镇的农民孙邦俊,驾着马车走在回家的路上,遇到一群孩子正在向一个“乞丐”身上扔白菜叶和臭鸡蛋。而周围的大人们却并不制止,反而像看戏一样远远地看着。

孙邦俊赶忙停下马车,训斥道:“谁家的孩子,都回家去。”

孩子们听到训斥后一哄而散,孙邦俊走了过去,看到这个“乞丐”衣衫褴褛,浑身脏兮兮的。正在捡着地上的白菜叶大口大口地吃着,孙邦俊顿时心生怜悯,从怀里拿出两个窝窝头准备递给他。

正在这时,远处的人们突然喊道:“那位好心的大哥,你可别管他,他是个鬼子兵!”

孙邦俊听后,又仔细端详了一下眼前的“乞丐”,果然,破旧的衣服虽然脏的黑乎乎的,但还是可以看的出,他穿的是日军的军服。

顿时,孙邦俊的心里就涌起了莫名的仇恨感,抗战时期,他的二伯就惨遭鬼子毒手,房子也被烧毁了......

让人意外的是,孙邦俊楞了片刻后,还是将手里的两个窝窝头递给了那名日本兵。然后在众人嫌弃的目光下,转身离开。

可那名日本兵却突然站起身,一瘸一拐地跟在了孙邦俊的后面,孙邦俊没有管他,驾着马车继续往前走。刚走没多远,那名日本兵就重重地摔倒在了地上,孙邦俊停住了马车,叹了口气,又返了回去。

原来,这是一名受伤的日本士兵,因为一直没有接受治疗,伤势越来越严重。孙邦俊又一次心软了,在众目睽睽下,将他扶上了马车。

“他可是鬼子兵啊,小心他对你图谋不轨,你不要命了?”

“哎,又是一出农夫与蛇的故事!”

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孙邦俊将那名流浪街头的日本士兵带去了卫生所,自掏腰包给他进行了简单的治疗,最后又把他带回了家。清洗过后,孙邦俊看清楚了他的面孔,看上去年龄也不大。孙邦俊顿时同情心泛滥,又是给他吃,又是给他喝,还给他找了一身干净的衣服。

看样子,孙邦俊是打算暂时收留他了。先不说他的家人同不同意,没过几天,村里人就知道孙邦俊带回来一个日本鬼子。村民们恨透了日本鬼子,战争的时候,鬼子在村里烧杀抢掠,不少村民的亲人都死在了鬼子的屠刀下。所以大家纷纷站出来指责孙邦俊,让他把鬼子扔出去。

孙邦俊无奈,只好带着那名日本士兵来到了警察局,想着把他交给警察。结果,警察告诉他,日本已经无条件投降了,不会抓捕日本士兵,又逢内战爆发,没有时间管他。

孙邦俊只好又把他带回了家,他也想过如何解决这个问题,把他赶出去的话,他很可能会死在外面。最终,孙邦俊做出了一个令家里人意外的决定,把他暂时收留在自己家里。

也许孙邦俊自己当初都没有想到,这一收留,就是47年之久。这期间,村里人逐渐远离孙邦俊一家,甚至自己的亲朋好友都不再与他走动,但他一直未曾后悔。

1964年的时候,孙邦俊老人不幸离世,临终前,还不忘叮嘱家人,以后有机会一定要送这个日本士兵回家。而孙邦俊的家人也遵照了老人家的遗愿,不仅在之后的几十年里对这个日本士兵照顾有加,还一直找寻机会送他回日本。

直到1992年7月的时候,一个日本访华团来到了中国,并访问了南召县,在得知这里有一名日本士兵后,开始对他的身份进行核实。

这时人们才知道,这名遗留在中国整整47年的日本兵叫做石田东四郎,家住日本秋田县,家中还有亲人健在。

1993年,石田东四郎在孙家人的帮助下,踏上了飞往日本的飞机,回到了秋田县。

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如果换了是你,你会怎么做?孙邦俊的做法大家支持吗? https://t.cn/z8yMari


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