3.2.1 低空目标低空交通管理系统

3.2.1 低空目标低空交通管理系统

随着电池技术以及电力推进技术迅速发展的背景下,低空目标技术逐渐成熟,低空目标性能也显著提升,但是随着低空目标数量的不断增加,其导致的安全事故也在上升。因此,应加强对低空目标的低空管理。一般而言,低空主要指的是离地高度1 000 m 以下的空域,为了保证安全,低空目标需要受到有关部门的管理。当前,民航飞行器的管理模式已经无法适应当前低空目标的发展。首先,由于低空目标数量庞大,高达数百万个,因此加大了管理难度。其次,现阶段民航的管理方式以及相应的技术手段较为落后,难以将其应用在低空领域,这主要是由于低空的交通管理对带宽的要求较高,但是当前民航的航空管理仍旧使用的是传统的窄带信息通信技术,导致无法对低空目标进行实时监测。最后,缺少信息获取的方式,不能帮助低空目标避开障碍物,无法保障低空目标驾驶的安全性。但是近年来,中国政府颁布了与民用低空目标驾驶相关的管理规定,通过利用现代信息技术以及物联网技术,使得低空管理朝着智能化与自动化的方向发展。

随着低空目标领域对续航时间、飞行水平的要求的逐渐增加,低空目标低空交通管理系统成为中国研究的重要课题。低空交通管理系统旨在确保低空目标能够在城市上区1 000 m的领域内飞行,对中国初步设计并完成低空目标软件的开发具有重要意义。

低空目标低空交通管理系统基于智能交通系统(intelligent transportation system,ITS)体制,由导航系统、通信系统、监视系统和服务系统组成。

1)ITS体制

ITS体制是低空目标低空交通管理系统常用的一种规避体制,可有效避免低空目标在较低的空中领域发生安全事故。主要的感知层包括自动避让、地理围栏等,并结合安全技术共同服务于低空交通管理系统,保证低空目标的智能化、自主化。

2)导航系统

导航系统的主要功能是帮助低空目标获取自身的地理位置信息,并规避周围的障碍物。涉及的相关技术有雷达导航、卫星导航、视觉导航等,其中雷达导航并不适用于300 m 以下的低空领域,因此要根据实际需要合理选择配有相应技术的低空交通管理系统。

3)通信系统

低空目标配有通信系统的目的是向地面数据收集机器传输在空中的交通信息以及检测的地理环境信息,实现人与低空目标之间的信息交换。配备的基础通信网络包括4G/5G、AeroMACS、V2X、飞机专网等。当飞机在300 m 以下的空中领域飞行时,可使用4G/5G网络。

4)监视系统

低空交通管理系统中的监视系统主要职能包括监护其他系统在低空目标运行时是否能够正常使用,并能够将监测数据传输回地面,为地面控制人员提供科学的低空目标运行数据,并判断是否需要立即收回低空目标,避免低空目标的损坏。监视系统又分为主动监视和被动监视,民航飞行器使用的是主动监视系统。由于低空领域存在移动蜂窝网,建议采用C-V2X技术,ADS-B通信技术会使低空目标产生较大的负荷,因此不建议使用。对于小型低空目标,使用被动监视系统,可保证其有效规避周围的意外攻击。

5)服务系统

低空目标的服务系统主要包括空中交通服务和运营服务,这两方面的服务系统又具体分为多种系统。例如,在对地理进行测绘时,经常采用低空目标观测地理数据,主要具有观测范围广而全面、服务作用大、灵活性高和数据精准等特点。其可实现对农林资源开发、重大灾害预测、监测城市变化等功能,在很大程度上帮助政府部门获得具有高精度的数据,并为日后的城市规划奠定扎实的数据基础。