Хабрахабр

[recovery mode] Что такое DAA, и как эта система помогает дронам?

Опасные случаи сближения беспилотников с ПВС или другими дронами могут происходить на больших скоростях, за пределами зоны прямой видимости и полагаться на средства визуального контроля либо крайне ненадежно, либо просто невозможно, именно для разрешения подобных опасных ситуаций создавалась система DAA – Detect-And-Avoid-System.

Функции DAA можно разделить на три большие группы

1. Обнаружение и отслеживание окружающих воздушных судов на предмет потенциально опасных действий. 2. Идентификация опасных действий. 3. Предотвращение опасных и конфликтных ситуаций, построение безопасного маршрута-уклонения и выполнение маневра-уклонения.

DAA включает ряд подсистем

Каждая подсистема решает отдельные задачи:
I. Бортовой радиолокатор для определения необорудованных транспондерами ВС. II. Система предотвращения столкновений TCAS, совместимая с технологиями гражданской авиации. III. Спутниковое автоматическое зависимое наблюдение-вещание (АЗН-В In/Out) для трансляции информации о полете и получения аналогичных данных от других участников воздушного движения. IV. Система прогнозирования и отображения информации (Conflict Prediction and Display System).

Испытания

Около года назад в США NASA выполняли полеты и тестирование системы на БПЛА Ikhana. 12 июня 2018 года БПЛА впервые совершил полет в национальном воздушном пространстве США без сопровождения специального борта. Обычно подобные полеты всегда требуют, чтобы за беспилотником следовало ПВС, обеспечивающее безопасность. Но в данном случае самолет сопровождения не применялся, а дрон использовал собственную систему предупреждения и уклонения от столкновений DAA (Detect-and-Avoid System). Особое разрешение FAA позволило дистанционным пилотам БПЛА «Ikhana» полностью полагаться на работу специального бортового комплекса.


Credits: NASA/Ken Ulbrich

Во время испытательного полета было намеренно выполнено опасное сближение пилотируемого воздушного судна с БПЛА «Ikhana», а система DAA успешно информировала пилотов и позволила выполнить безопасный маневр-уклонение.

И, как несложно догадаться, такая система является прерогативой крупных БПЛА, по типу Ikhana или SkyGuardian. В настоящее время вес комплекта DAA составляет порядка 50−70 кг. Это были испытания на дроне SIERRA-B. Однако, стоит отметить, что NASA также проводила работы с адаптированной для среднеразмерных БПЛА системой.


NASA SIERRA-B (Sensor Integrated Environmental Remote Research Aircraft)

Тем не менее, летные испытания на SIERRA-B были успешны и позволили оценить, как стандарты DAA, разработанные для более крупных и быстрых БПЛА, необходимо будет адаптировать для среднеразмерных и более медленных дронов, чтобы открыть им доступ к коммерческим полетам в национальном воздушном пространстве. Основной проблемой испытательной команды с SIERRA-B был меньший размер БПЛА, SIERRA-B имеет размах крыльев 20 футов и весит около 500 фунтов, против 66 футов и 8 000 фунтов у Ikhana.

На сегодня специальные мобильные транспондеры для дронов предлагают несколько крупных компаний. Для менее крупных дронов, рассматриваются варианты без использования бортового локатора, в таком случае в качестве ключевой технологии применяется автоматическое зависимое наблюдение-вещание, которое также входит в состав комплекса. Есть и другие, в том числе и российские. Фирма «Sagetech Corporation» в рамках испытаний DAA NASA предоставила для дрона «SIERRA-B» свой мобильный транспондер.

Подробнее о составе DAA

Давайте подробнее разберем составные части DAA.
1. Разработанный фирмой GA-ASI бортовой радар. Состоит из двухпанельной активной антенны с электронным сканированием, которая дает пилоту возможность обнаруживать и отслеживать ВС в том же поле обзора, что человек. Бортовой радар позволяет отслеживать сразу несколько целей одновременно, а также продолжать фоновый поиск новых. Является ключевым компонентом бортового оборудования DAA.


Due Regard Radar assembly
www.ga-asi.com


www.ga-asi.com


www.ga-asi.com

Обнаружение и слежение за ВС с ответчиками осуществляется с помощью АЗН-В, системы предотвращения столкновений (TCAS). DAA должна обнаруживать и позволять избегать столкновений с ВС, которые как оснащены ответчиками, так и нет.

Система предотвращения столкновений TCAS. Система совместима с технологиями гражданской авиации и позволяет дронам взаимодействовать с ПВС оснащенными аналогичной системой ухода от столкновений. 2. Приемоответчик должен быть всегда включен. В состав TCAS второго поколения, которая применялась на Ikhana, входит ряд элементов: среди прочих, по значимости можно выделить процессор обработки данных, а также приемоответчик режима S. В случае, если он выходит из строя, то TCAS Performance Monitor обнаружит этот сбой и автоматически переводит систему в режим ожидания.


Introduction to TCAS II / faa.gov

Спутниковое автоматическое зависимое наблюдение-вещание. Передатчик и приемник АЗН-В Out/In. 3. в режиме реального времени для других участников воздушного движения, а также наземных служб. Позволяет транслировать в широковещательном диапазоне информацию о скорости, высоте и пр. Приемник АЗН-В In на борту дрона способен получать аналогичную информацию, транслируемую другими ПВС или дронами.


ADS-B Flight Tests on Ikhana Unmanned Aircraft System

Напрямую, когда передатчик АЗН-В Out на самолете транслирует данные, а приемник АЗН-В In на дроне получает их.
II. На практике, в США существует три возможные схемы взаимодействия:
I. Необходим в тех случаях, когда ПВС транслирует данные и использует линию 1090ES (чаще всего это большие коммерчески лайнеры), дрон же принимает данные АЗН-В UAT на частоте 978 Мгц.
III. Через наземную станцию ретрансляции. Сигнал наземной станции принимается приемником АЗН-В In на дроне аналогично тому, как это делается во втором варианте. В случае если ПВС вообще не оборудовано никакой из существующих систем АЗН-В, данные о таком ПВС выдаются от вторичных радиолокаторов, а затем передается наземной станции, где идет преобразование сигнала к формату АЗН-В UAT с последующей его передачей. Такой способ обеспечивает меньший темп обновления, поскольку источником информации является вторичный локатор, однако позволяет видеть даже необорудованные АЗН-В ПВС.

Система прогнозирования и отображения конфликтов. Система включает в себя набор алгоритмов просчета траекторий и механизмы вывода этой информации пилотам. 4.

Влияние

Полеты БПЛА проводимые NASA в 2018 году, были первыми которые использовали бортовые средства обнаружения и уклонения. Протестированное решение полностью соответствовало концепции FAA «видеть и избегать» (detect and aviod), а поставленные задачи, были успешно решены.

– Наша цель – создание беспилотных летательных систем, которые могут быть сертифицированы для полетов в несегрегированном воздушном пространстве, – сказал Линден Блю, генеральный директор компании разработчика аппаратуры GA-ASI.

– Сегодняшний успешный полет свидетельствует об эффективной работе, которую мы ведем с FAA, Центром исследования полетов NASA Armstrong, а также компанией Honeywell, в целях разработки окончательного стандарта для полетов беспилотных летательных аппаратов в воздушном пространстве с высокой интенсивностью движения, – добавил Линден Блю.

Читайте также Обнаружить и уклониться: дроны и DAA

Теги
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть