一架无人机,你需要大疆!一群无人机,你需要什么?

随着通信、信息处理、传感器等技术的迅猛发展应运而生了无人驾驶飞机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV),简称“无人机”。无人机是由控制站管理(包括远程操纵或自主飞行)的航空器;其主要特征包含无人驾驶、远程操控、超视距飞行、执行指定任务等。

无人机作为一门战略性新兴产业近年来在全球范围发展十分迅猛,凭借规模体量与产业链完整度优势,中国生产的民用消费无人机一度占世界民用无人机市场70%的规模;工业无人机随着应用场景的不断拓展实现快速发展,其市场规模已经超过消费级无人机这一产业规模还将继续扩大,市场需求将持续激增,成为我国民用无人机发展的新引擎。民用无人机最大的市场聚焦于提供政府公共服务,占到总需求的80%左右。

这几年一提起无人机,大疆几乎都是首选,它对于单机 UAV 已经做到极致。但是无人机的迅猛发展、需求的大量涌现迫切需要构成低空域交通,这时需要的是大量的无人机系统(UAS)构成的立体交通网。

然而,无人机智能化的运行模式难以直接接入现行的低空空域运行体系,更无法直接融入目前的空中交通管理系统(ATM)中。为了应对日益增加的无人机与有人驾驶航空器在低空空域发生冲突的可能,协调成员国的无人机监管活动,2016年,国际民航组织(ICAO)成员国首次提出了无人驾驶航空器系统交通管理(UTM)概念,UTM 被定义为利益相关者和技术系统在某些交互中协作的系统,并根据某些规定,以保持无人驾驶飞机之间、它们之间以及与 ATM 用户之间的安全隔离,形成一个高效有序的空中交通管理系统,对无人运行全流程提供合理可行的技术支持系统,形成对低空空域无人机运行概念的有效支撑。

UTM 目前仍然是一个处于开发过程中的概念,美国、欧洲和中国都分别提出了各自的 UTM 建议架构。各种 UTM 框架与理想状态仍存有不少差距和问题。图1描述了一个典型的 UTM 构成、各组成部分的功能以及数据交换。

图1 信息来源:国际民航组织文件 Unmanned Aircraft Systems Traffic Management (UTM) – A Common Framework with Core Principles for Global Harmonization

无人机系统(UAS)运营商对经营者(不是一个人而是一个商业实体)的商业无人机操作负责。UAS 运营商依靠运行系统来管理无人机机群,运行系统的主要功能包括对无人机与驾驶员(UAS 的识别与注册)管理、飞行计划和监测运行情况(指挥与控制)管理、提供空域和航空资料、提供无人机的实时定位和态势感知、提供冲突解决方法(探测与规避)、提供飞行历史数据可视化报表和无人机入等。按照机群的规模和所执行任务复杂度,运行系统可以是单机版或云端版。

图2列出了一个无人机服务商(USS)可能提供的功能和所交换的数据。

图2 信息来源:UAS Traffic Management Architecture,Global UTM Association

无人机服务商(USS)将是 UTM 的重要组成部分。依据这个模型,不同的 USPs 可以根据它们的业务模型提供不同的 UTM 服务集,因此它们之间的接口可能会有所不同,但对每项 UTM 服务所应用的要求是一致的,并符合标准和法规的要求。目前各国民航局及其相关研究机构正在对 USS 的功能和作用做深入的评估。