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ADS-B将成消费级无人机标配 如何保障飞行安全?

站长折腾 KANZHAJI 376浏览 0评论  赞 0

消费级多旋翼无人机通过多年发展,到现在近乎成为寻常百姓家中的第二台“照相机”。而相关法律法规的滞后,让漫天飞舞的无人机造成的危害公共安全事件层出不穷。而消费级无人机的禁飞区,这些年来也仅仅停留在各大国际机场和特殊行政区域,远不能满足日益繁多的航路需要。

民航局近年来大力推广的航行新技术ADS-B (Automatic Dependent Surveillance-Broadcast),中文名称为广播式自动相关监视。是一种基于全球卫星定位系统和利用空地、空空数据链实现交通监控和信息传递的空管监视新技术。ADS-B系统包括地面站和机载设备两部分;从应用功能的角度,可分为ADS-B发射(OUT)和接收(IN)两类。通过机载GPS系统获取相关数据,通过ADS-B系统广播高度、速度、标识号、位置等一系列数据,可以实现飞机对飞机,飞机对塔台的信息共享。

(通过ADS-B广播,可相互知道其他飞机的相对位置和高度)

民航客机则进一步通过TCAS(Traffic Collision Avoidance System)中文名称空中防撞系统,通过询问机(发射1030MHz询问信号,接收1090MHz信号)主动询问附近飞机的位置。TCAS Hybrid Surveillance: 有active 和 passive 模式,active模式下1秒问一次;而在passive模式下(飞机离得比较远的时候),1分钟问一次。直到飞机再飞近点后,10秒问一次。而在其余时间,只会通过飞机的ADS-B广播得到的信息计算,而ADS-B在进入紧急模式下,也可以半秒发送一次数据。直到两机距离小到一定范围后,TCAS才执行仲裁(爬升或下降),从而实现了自动避让。
而消费级无人机现目前未搭载任何主动发射设备,只能接收飞机的ADS-B(OUT)广播,相当于飞机不断在向无人机呼喊:“我离路口还有3公里了啊,高度800米”、“我离路口还有2公里了啊,高度600米…..”直到触发飞控策略,各厂家可根据自身需要决定仅显示、界面报警、或执行禁止起飞、已起飞的无人机是否规避等策略。


(TCAS仪表可以看到其他飞机的相对位置和高度)

2017年大疆创新(DJI)在其M200系列无人机中首次内置DJI AirSense,可接收到附近半径数十公里以内的客机广播的ADS-B(IN)广播。

通过监听周边飞机的ADS-B广播,可有效防范扰航事件的发生。无人机起飞后,ADS-B(IN)系统即使只配备低增益天线,依旧可以接收到数公里到数百公里内民航ADS-B数据。

DJI已上市的产品中M200,M300,DJI FPV、DJI AIR 2(仅限海外版),都有搭载DJI AirSense,当然15日即将发布的AIR 2S也不会错过。


(DJI AIR 2S)

(DJI AIR 2S起飞后能观察到附近的民航客机,来源:大疆吧-百度贴吧)

虽然该技术应用前景广泛,但目前尚未见其他消费级无人机有所跟进。同时需要注意的是,目前消费级无人机搭载的都是ADS-B(IN)系统,只能接收ADS-B广播,无人机相互之间并不能发现对方。但值得欣慰的是,无人机专用的小型化ADS-B(OUT)发射机,已有厂家通过了FAA认证。相信假以时日,随着法律法规的完善和技术进步,消费级无人机也会将ADS-B(OUT)作为升空的必选项,位列“正规军”。

来源:https://www.businesswire.com/news/home/20210407006039/en/

同时因为目前ADS-B技术采用非加密方式广播,任何具备接收1090MHz电波的设备,都可以自行解析报文,实现雷达一般的监视功能。Fligtradar24等APP也是通过分布式ADS-B接收,实现了航路跟踪和数据回放。

(开源软件Dump1090-mutability安装在树莓派上,再配合USB SDR或电视棒+1090 MHz天线即可实现ADS-B广播的接收和解析)

 

那么,ADS-B在消费级无人机上的应用就为大家介绍到这里了,15号的DJI AIR 2S发布,大家备好银子了嘛? :D

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