СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛЕТАМИ В ОБЩЕМ ВОЗДУШНОМ ПРОСТРАНСТВЕ БЕСПИЛОТНОГО ВОЗДУШНОГО СУДНА Российский патент 2019 года по МПК G05D1/00 G08G5/00 B64C39/00 G06Q10/06 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области автоматизированных систем управления и контроля и может найти применение в системах управления и контроля беспилотными воздушными суднами (БВС), обеспечивая безопасность их полета в общем воздушном пространстве, но может быть применено и на других транспортных средствах. Технический результат - повышение эффективности управления БВС и уровня безопасности. Для достижения данного результата необходимо на портале службы управления воздушным движением осуществлять регистрацию БВС, включающую регистрационные параметры БВС и основные тестовые технические параметры, которые обеспечивают безопасность выполнения полета, при этом общее воздушное пространство делится, как минимум, на две категории, которые определяют уровень рисков. Данные о техническом состоянии БВС сохраняют на всем этапе жизненного цикла, отражая изменение параметров, характеризующих безопасность эксплуатации БВС на портале службы управления воздушным движением, причем всю информацию по БВС защищают от несанкционированного доступа. Для достижения данного результата необходимо построить логическую архитектуру системы управления и прямого контроля технического состояния БВС на всех этапах жизненного цикла.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

21 век ознаменовался бурным ростом беспилотных авиационных систем (БАС). Формируется рынок, который к 2035 г. оценивается в 250 млрд долларов, появилось огромное количество БВС от 250 грамм до нескольких тонн, различной конструкции и различного назначения, а количество будет исчисляться миллионами. Понятно, что нужна уже единая автоматизированная система контроля и управления полетами пилотируемой и беспилотной авиации. Если такой системы не будет, то и рынка не будет. Существующие средства и методы организации воздушного движения (ОрВД) не позволяют решить эту проблему.

А существующие нормативные документы ИКАО делают ситуацию тупиковой.

Толкование БВС, одобренное 35-й сессией Ассамблеи ИКАО (2004 г.).

"Беспилотный летательный аппарат представляет собой воздушное судно без пилота в смысле статьи 8 Конвенции о международной гражданской авиации, которое выполняет полет без командира воздушного судна на борту и либо полностью дистанционно управляется из другого места (с земли, с борта другого воздушного судна, из космоса), либо запрограммировано и полностью автономно».

О БВС подумали, а как быть с воздушным пространством, где они будут летать забыли. Вспомнили в 2011 году. Появляется циркуляр 328 ИКАО.

Циркуляр 328 ИКАО. Беспилотные авиационные системы (2011 г.).

«До сих пор большинство полетов БВС осуществлялось в сегрегированном воздушном пространстве с целью исключения опасности для других воздушных судов. Существующие БВС невозможно безопасно и беспрепятственно объединить в единую систему с другими пользователями воздушного пространства, при этом причина этого имеет двоякий характер - неспособность БВС обеспечить соблюдение важнейших правил полетов и отсутствие конкретных SARPS для БВС и их вспомогательных систем».

«Ключевой фактор безопасной интеграции БВС в несегрегированное воздушное пространство будет заключаться в их способности вести себя и реагировать так же, как воздушные суда с пилотом на борту. Многие составляющие этой способности будут определяться технологией - способность воздушного судна исполнять управляющие команды внешнего пилота и выступать в качестве связующего звена между внешним пилотом и органом управления воздушным движением (УВД).

«Только дистанционно пилотируемые воздушные суда (ДПВС) можно будет интегрировать в систему международной гражданской авиации в обозримом будущем. Функции и обязанности внешнего пилота имеют важное значение для безопасного и предсказуемого полета воздушного судна, в процессе которого оно взаимодействует с другими гражданскими воздушными судами и системой организации воздушного движения (ОрВД). В данном контексте не рассматриваются полеты полностью автономных воздушных судов, беспилотных свободных аэростатов и других типов воздушных судов, которыми невозможно управлять в реальном времени в процессе полета».

По существу ИКАО дало разрешение летать БВС в сегрегированном пространстве, не задумываясь о последствиях. Обеспечение безопасности отдано эксплуатантам БВС. Службы ОрВД смогут контролировать полеты, получая сведения от внешнего пилота. Проверить эти данные никто не в состоянии. Это означает, что если внешний пилот злоумышленник, то он может давать в ОрВД любую информацию, а направлять БВС по своему усмотрению. Электронная регистрация в этом случае просто формальность, а не защита от несанкционированных полетов. Не вдаваясь в тонкости проблемы, на западе с 2011 года начали реализовывать различные проекты полетов БВС в сегрегированном пространстве, которые получили название UTM (UAS Traffic Management - управление трафиком беспилотных воздушных систем).

Но уже на 39 сессии ИКАО в 2016 году отмечалось:

«Реализация задачи безопасной интеграции БВС в единое воздушное пространство - задача первостепенной важности».

«Ассамблее предлагается рекомендовать ИКАО взять на себя руководящую роль в международном сообществе и работать над решением вопроса об интеграции БВС в приоритетном порядке в течение следующего трехлетнего периода посредством:

a) изменения институциональной структуры и методов работы ИКАО с целью удовлетворить потребности новых участников авиационной системы;

b) определения необходимых мер по поддержанию объема связанных с БВС операций и оказанию содействия перемещению продукции и услуг через государственные границы;

c) разработки нового подхода, способствующего стандартизации требований к БВС во всем мире».

Из предшествующего уровня техники известны способы контроля состояния транспортных средств, (патент US №6148253, G06F 7/0 см., патент РФ 2279714, патент RU №2173888, B60R 25/10, патент RU №2175920, B60R 25/00, G08B 25/10).

Группа изобретений относится к техническим средствам мониторинга и контроля состояния транспортных средств (ТС), содержащих аппаратуру пользователя, включающую в себя навигационный приемник с антенной, работающий по сигналам спутниковых радионавигационных систем НАВСТАР и/или ГЛОНАСС, обеспечивающую геодезическую точность определения координат ТС, приемопередатчик с антенной, реализующий сотовую, либо спутниковую радиосвязь с диспетчерским центром, выполненным с возможностями дифференциальной коррекции координат контролируемых ТС и отображения их местоположения и идентификационных параметров на электронной карте-схеме местности, бортовой компьютер, и относятся к техническим средствам мониторинга и контроля состояния транспортных средств, предупреждения и действий в аварийных ситуациях.

Изобретение (патент RU 2557771) относится к авиационной технике, в частности к способам технического контроля и диагностирования бортовых систем (БС) БВС, а также к комплексным контрольно-проверочным системам, а именно к системам для наземного контроля исправности БС БВС, оснащенных автономной системой управления на базе вычислительных средств и радиолокационным визиром, и может быть использовано для информационной поддержки в принятии решений по результатам комплексной проверки для слабоструктурированных и трудно формализуемых задач технического контроля и диагностики.

В заявленном способе дополнительно производят анализ и обработку данных, полученных от центральной ЭВМ комплекса посредством интеллектуальной системы поддержки принятия решений, осуществляют классификацию значений критичных параметров контроля, характеризующих критичные составные части БС БВС по качественному признаку, с присвоением каждому параметру качественной оценки для выявления предотказного состояния БС БВС и проведения упреждающего диагностирования.

Исходя из изложенного, в настоящее время отсутствуют технические решения, которые позволили бы решить проблему безопасной интеграции БВС в единое воздушное пространство, так как направлены на исследование происшествия и выявление неисправности, то есть, не решают проблему интеграции БВС в общее пространство. Таким образом, проблема интеграции БВС в общее пространство может быть решена, если будут изменены правила, которые могут быть изменены только тогда, когда будут предложены и отработаны новые правила, подтверждающие летную (техническую) годность выполнения полетов БВС в общем воздушном пространстве.

СУЩНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ

Предлагаемый способ управления полетами в общем воздушном пространстве беспилотного воздушного судна предназначен для обеспечения контролируемого безопасного трафика полета беспилотного воздушного судна, относится к системам управления и контроля беспилотными воздушными суднами (БВС), обеспечивая безопасность их полета в общем воздушном пространстве, но может быть применен и на других транспортных средствах.

Изобретение относится к области автоматизированных систем управления и контроля, может найти применение в системах управления и контроля беспилотными воздушными суднами, обеспечивая безопасность их полета в общем воздушном пространстве, но может быть применено и на других транспортных средствах. Технический результат - повышение эффективности управления БВС и уровня безопасности. Для достижения данного результата необходимо на портале службы управления воздушным движением осуществлять регистрацию БВС, включающую регистрационные параметры БВС и основные тестовые технические параметры, которые обеспечивают безопасность выполнения полета, при этом общее воздушное пространство делится, как минимум, на две категории, которые определяются уровнем рисков. Данные о техническом состоянии БВС сохраняются на всем этапе жизненного цикла, отражая изменение параметров, характеризующих безопасность эксплуатации БВС на портале службы управления воздушным движением, причем вся информация по БВС защищается от несанкционированного доступа. Для достижения данного результата необходимо построить логическую архитектуру системы управления и прямого контроля технического состояния БВС на всех этапах жизненного цикла.

Для достижения данного результата необходимо объединить функцию управления полетом БВС в общем воздушном пространстве, оповещая летательные аппараты, находящихся на расстоянии нескольких километров друг от друга, о трафике своего полета и функцию поддержания технической годности беспилотного воздушного судна для полетов в общем воздушном пространстве. Это позволит построить логистическую архитектуру системы управления и прямого контроля над полетом всех летательных аппаратов, обеспечивая требования безопасности.

Достигаемым техническим результатом является обеспечение контроля и управления всеми БВС при их полетах в общем воздушном пространстве за счет объединения функций оповещения летательных аппаратов, находящихся на расстоянии нескольких километров друг от друга, о трафике своего полета и функции поддержания технической годности беспилотного воздушного судна для полетов в общем воздушном пространстве.

В качестве единственного одобренного на международном уровне решения рассматривается использование для ОрВД на высотах ниже нижнего безопасного эшелона системы автоматического зависимого наблюдения АЗН-В (анг. ADS-B). Принцип действия заключается в автоматическом определении аппаратом с помощью бортового ГЛОНАСС/GPS-модуля собственных координат и их передачи через бортовой приемопередатчик (транспондер) в систему ОрВД и другим летящим рядом БВС.

АЗН-В представляет собой безрадарный метод наблюдения БВС, при котором БВС автономно, например, при помощи средств спутниковой навигации ГЛОНАСС/GPS, определяет свое местоположение и в соответствии с протоколом, зависящим от типа выбранной линии передачи данных (ЛПД), сообщает в радиовещательном режиме о своем положении всем заинтересованным участникам воздушного движения и иным пользователям. АЗН-В с высокой точностью обеспечивает наблюдение БВС без использования наземных радаров при существенно меньших затратах.

Реализация функции поддержания технической годности беспилотного воздушного судна для полетов в общем воздушном пространстве обеспечивается за счет разделения воздушного пространства на категории, которые определяются уровнем рисков при отказе оборудования БВС, причем первые полеты осуществляют в пространстве с минимальным уровнем рисков, а переход на уровень с повышенными рисками осуществляют после безотказных полетов в течение заданного времени, причем при отказе оборудования в зоне с повышенными рисками БВС возвращают в зону полета с пониженными рисками, где контролируют безотказность полетов в течение заданного времени, при этом все отказы и наработки полетов фиксируют на портале службы управления воздушным движением, а когда количество отказов превышает заданный критический уровень, то получение разрешения на полеты в зоне с повышенными рисками дают только после проведения дополнительных конструктивных изменений и дополнительных испытаний, при этом все конструктивные и эксплуатационные изменения фиксируют на портале на протяжении всего жизненного цикла с момента регистрации БВС на портале службы управления воздушным движением, что позволит упростить процедуру сертификации пилотируемой авиации для БВС (сертификат типа, сертификат разработчиков, сертификат изготовителей, сертификат эксплуатантов). Распространить все нормативные акты для пилотируемой авиации на БВС просто нереально. Именно поэтому этой проблемой озабочено все авиационное сообщество.

Задачей, поддержания технической годности беспилотного воздушного судна для полетов в общем воздушном пространстве, для обеспечения контролируемого безопасного трафика полета беспилотного воздушного судна, является - повышение эффективности управления БВС и уровня безопасности. Для достижения данного результата объединяют функцию оповещения летательных аппаратов, находящихся на расстоянии нескольких километров друг от друга, о трафике своего полета. Для этого каждый БВС снабжают уникальным унифицированным информационным блоком, который осуществляет контроль технического состояния БВС, а также блоком вычисления своих параметров полета, используя спутниковую навигационную систему и блоком передачи параметров трафика своего полета, для информирования летательных аппаратов, находящихся в ближайшем пространстве, а также блоком приема информации с других летательных аппаратов, находящихся в ближайшем пространстве о трафиках их полета, причем, радиосигнал дополнительно обрабатывают, например, используя принцип Доплера, для уточнения реальных координат других БВС, а в блоке обработки, полученная информация о трафиках взаимного полета, а также аэронавигационные данные и пилотажно-навигационные характеристики, включая команды наземной службы контроля и управления за полетом БВС, преобразуют в команды управления трафиком полета, обеспечивая безопасный совместный полет, исключающий столкновение, а информацию о техническом состоянии БВС и трафике его полета передают в службу управления воздушным движением, которая использует эти данные для контроля управления полетом беспилотного авиационного судна и обеспечения возможности безаварийного продолжения полета, а также выявляют случаи получения недостоверной информации о трафике полета с БВС, которые отклоняются от санкционированного трафика полета, а при необходимости, для обеспечения безопасности полетов, корректируют трафики полетов таких БВС, передавая через систему радиосвязи сигналы управления, а в случае невозможности корректировки полета БВС, например, когда недостоверная информация с БВС передается умышленно, то информация о времени потери управления с таким БВС и параметрах его движения, планируемом трафике полета, а также технические данные в режиме онлайн передаются в службу пресечения несанкционированного полета БВС. Для осуществления полетов на портале службы управления воздушным движением осуществляют регистрацию БВС, включающую регистрационные параметры БВС и основные тестовые технические параметры, которые обеспечивают безопасность выполнения полета, при этом общее воздушное пространство делят, как минимум, на две категории, которые определяются уровнем рисков при отказе оборудования БВС, причем первые полеты осуществляют в пространстве с минимальным уровнем рисков, а переход на уровень с повышенными рисками осуществляют после безотказных полетов в течение заданного времени, причем при отказе оборудования в зоне с повышенными рисками БВС возвращают в зону полета с пониженными рисками, где контролируют безотказность полетов в течение заданного времени, при этом все отказы и наработки полетов фиксируют на портале, а когда количество отказов превышает заданный критический уровень, то получение разрешения на полеты в зоне с повышенными рисками дается только после проведения дополнительных конструктивных изменений и дополнительных испытаний БВС, при этом все конструктивные и эксплуатационные изменения фиксируют на портале службы управления воздушным движением на протяжении всего жизненного цикла с момента регистрации БВС на портале.

Способ управления полетами в общем воздушном пространстве беспилотного воздушного судна (БВС), оборудованного бортовой автоматической системой управления, спутниковой навигационной системой, высокоточными синхронизированными часами, а также бортовым вычислителем и приемопередающей радиостанцией, с помощью которой осуществляется цифровая радиосвязь с базовой радиостанцией и со стационарным или подвижным пунктами управления, оборудованными автоматизированным рабочим местом оператора, отличающийся тем, что для осуществления полетов в общем воздушном пространстве на портале службы управления воздушным движением осуществляют регистрацию БВС, включающую регистрационные параметры БВС и основные тестовые технические параметры, которые обеспечивают безопасность выполнения полета, при этом общее воздушное пространство разделяют, как минимум, на две категории, которые определяются уровнем рисков, обусловленных отказом оборудования БВС, причем первые полеты осуществляют в пространстве с минимальным уровнем рисков, а переход на уровень с повышенными рисками осуществляют после безотказных полетов в течение заданного времени, причем при отказе оборудования в зоне с повышенными рисками БВС возвращают в зону полета с пониженными рисками, где контролируют безотказность полетов в течение заданного времени, при этом все отказы и наработки полетов фиксируют на портале службы управления воздушным движением, а когда количество отказов превышает заданный критический уровень, то получение разрешения на полеты дают только после проведения конструктивных изменений и дополнительных испытаний БВС, при этом все конструктивные и эксплуатационные изменения фиксируют на портале службы управления воздушным движением на протяжении всего жизненного цикла с момента регистрации БВС, при этом каждый БВС снабжают уникальным унифицированным информационным блоком, который осуществляет контроль технического состояния БВС, а также блоком вычисления параметров полета, используя спутниковую навигационную систему и блоком передачи параметров трафика полета, для информирования летательных аппаратов, находящихся в ближайшем пространстве, а также блоком приема информации с других летательных аппаратов, находящихся в ближайшем пространстве о трафиках их полета, причем, радиосигнал дополнительно обрабатывают, например, используя принцип Доплера, для уточнения реальных координат других БВС, а в блоке обработки полученная информация о трафиках взаимного полета, а также аэронавигационные данные и пилотажно-навигационные характеристики, включая команды наземной службы контроля и управления за полетом БВС, преобразуют в команды управления трафиком полета, обеспечивая безопасный совместный полет, исключающий столкновение, а информацию о техническом состоянии БВС и трафике его полета передают в службу управления воздушным движением, которая использует эти данные для контроля управления полетом БВС и обеспечения возможности безаварийного продолжения полета, а также выявляют случаи получения недостоверной информации о трафике полета с БВС, которые отклоняются от санкционированного трафика полета, а при необходимости, для обеспечения безопасности полетов, корректируют трафики полетов таких БВС, передавая через систему радиосвязи сигналы управления, а в случае невозможности корректировки полета БВС, например, когда недостоверная информация с БВС передается умышленно, то информация о времени потери управления с таким БВС и параметрах его движения, планируемом трафике полета, а также технические данные в режиме онлайн передаются в службу пресечения несанкционированного полета БВС.

Проведенный анализ технических решений позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют в известных носителях информации, что указывает на соответствие заявленного способа условию патентоспособности "новизна".

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Это позволит эффективным путем решить проблемы информативности средств наблюдения за воздушной обстановкой, а также применение эффективных способов управления БАС.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Заявленная система реализуется по блок-схеме, представленной на Фиг. 1, которая состоит из следующих основных блоков:

1 - портал регистрации БВС;

2 - база данных БВС;

3 - портал регистрации заявок на выполнение полета; 4 - портал зон полета БВС;

5 - портал зон полета с минимальным риском;

6 - портал зон полета с повышенными рисками;

7 - региональный центр контроля и управления БВС;

8 - центр анализа технического состояния БВС;

9 - центр приема и передачи информации о техническом состоянии БВС;

10 - центр анализа трафиков полета БВС;

11 - центр приема и передачи информации о трафиках полета БВС;

12 - БВС-1;

13 - внешний пилот;

14 - система других БВС;

15 - другие региональные центры контроля и управления БВС;

16 - служба борьбы с несанкционированными полетами БВС (антидрон);

12-1 - информационный блок БВС, включающий:

- 1_н - блок навигации БВС;

- 2_п - блок передачи данных БВС;

- 3_п - блок приема данных БВС;

- 4_ф - блок формирования команд управления БВС;

- 5_р - блок ретрансляции БВС (при необходимости).

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ

Воздушное пространство пронизано специальными путями, которые переходят из одной контролируемой зоны в другую. Точное число пилотируемых летательных аппаратов сказать довольно сложно, поскольку оно измеряется уже тысячами самолетов, число которых из года в год только растет.

Можно представить, что будет в воздушном пространстве, когда число увеличится на порядки. И здесь без автоматизированного управления эксплуатацией беспилотного воздушного судна при полетах в общем воздушном пространстве не обойтись, причем автоматически должен формироваться и контролироваться не только трафик полета, но также остаточный ресурс и предотказное состояние на всех этапах жизненного цикла, а также выявление случаев несанкционированного изменения трафика полета БВС.

Изобретение относится к области автоматизированных систем управления и контроля, может найти применение в системах управления и контроля беспилотными воздушными суднами (БВС), обеспечивая безопасность их полета в общем воздушном пространстве, но может быть применено и на других транспортных средствах. Технический результат - повышение эффективности управления БВС и уровня безопасности. Для достижения данного результата необходимо на специальном портале службы управления воздушным движением осуществлять регистрацию БВС, включая регистрационные параметры БВС и основные тестовые технические параметры, которые обеспечивают безопасность выполнения полета, при этом общее воздушное пространство делится, как минимум, на две категории, которые определяются уровнем рисков. Данные о техническом состоянии БВС сохраняются на всем этапе жизненного цикла, отражая изменение параметров, характеризующих безопасность эксплуатации БВС на портале службы управления воздушным движением, причем всю информацию по БВС защищают от несанкционированного доступа. Для достижения данного результата необходимо построить логическую архитектуру системы управления и прямого контроля технического состояния БВС на всех этапах жизненного цикла.

Для достижения данного результата необходимо объединить функцию управления полетом БВС в общем воздушном пространстве, оповещая летательные аппараты, находящихся на расстоянии нескольких километров друг от друга, о трафике своего полета и функцию поддержания технической годности беспилотного воздушного судна для полетов в общем воздушном пространстве, что позволит построить логистическую архитектуру системы управления и прямого контроля над полетом всех летательных аппаратов, обеспечивая требования безопасности.

Достигаемым техническим результатом является обеспечение контроля и управления всеми БВС при их полетах в общем воздушном пространстве за счет объединения функций оповещения летательных аппаратов, находящихся на расстоянии нескольких километров друг от друга, о трафике своего полета и функции поддержания технической годности беспилотного воздушного судна для полетов в общем воздушном пространстве.

В качестве единственного одобренного на международном уровне решения рассматривается использование для ОрВД на высотах ниже нижнего безопасного эшелона системы автоматического зависимого наблюдения АЗН-В (анг. ADS-B). Принцип действия заключается в автоматическом определении аппаратом с помощью бортового ГЛОНАСС/GPS-модуля собственных координат и их передачи через бортовой приемопередатчик (транспондер) в систему ОрВД и другим летящим рядом БВС.

АЗН-В представляет собой безрадарный метод наблюдения БВС, при котором БВС автономно, например, при помощи средств спутниковой навигации ГЛОНАСС/GPS, определяет свое местоположение и в соответствии с протоколом, зависящим от типа выбранной линии передачи данных (ЛПД), сообщает в радиовещательном режиме о своем положении всем заинтересованным участникам воздушного движения и иным пользователям. АЗН-В с высокой точностью обеспечивает наблюдение БВС без использования наземных радаров при существенно меньших затратах.

Реализация функции поддержания технической годности беспилотного воздушного судна для полетов в общем воздушном пространстве обеспечивают за счет разделения воздушного пространства на категории, которые определяются уровнем рисков, обусловленных отказом оборудования БВС, причем первые полеты осуществляют в пространстве с минимальным уровнем рисков, а переход на уровень с повышенными рисками осуществляют после безотказных полетов в течение заданного времени, причем при отказе оборудования в зоне с повышенными рисками БВС возвращают в зону полета с пониженными рисками, где БВС демонстрирует безотказность полетов в течение заданного времени, при этом все отказы и наработки полетов фиксируют на портале службы управления воздушным движением, а когда количество отказов превышает заданный критический уровень, то получение разрешения на полеты в зоне с повышенными рисками дают только после проведения конструктивных изменений и дополнительных испытаний БВС, при этом все конструктивные и эксплуатационные изменения фиксируют на портале на протяжении всего жизненного цикла с момента регистрации БВС на портале службы управления воздушным движением, что позволит упростить процедуру сертификации пилотируемой авиации для БВС (сертификат летной годности, сертификат типа, сертификат разработчиков, сертификат изготовителей, сертификат эксплуатантов). Распространить все нормативные акты для пилотируемой авиации на БВС просто нереально. Именно поэтому этой проблемой озабочено все авиационное сообщество.

Задачей, поддержания технической годности беспилотного воздушного судна для полетов в общем воздушном пространстве, для обеспечения контролируемого безопасного трафика полета беспилотного воздушного судна, является - повышение эффективности управления БВС и уровня безопасности. Для достижения данного результата формируют функцию оповещения летательных аппаратов, находящихся на расстоянии нескольких километров друг от друга, о трафике своего полета. Для этого каждый БВС снабжают уникальным унифицированным информационным блоком, который осуществляет контроль технического состояния БВС, а также блоком вычисления своих параметров полета, используя спутниковую навигационную систему и блоком передачи параметров трафика своего полета, для информирования летательных аппаратов, находящихся в ближайшем пространстве, а также блоком приема информации с других летательных аппаратов, находящихся в ближайшем пространстве о трафиках их полета, причем, радиосигнал дополнительно обрабатывают, например, используя принцип Доплера, для уточнения реальных координат других БВС, а в блоке обработки, полученная информация о трафиках взаимного полета, а также аэронавигационные данные и пилотажно-навигационные характеристики, включая команды наземной службы контроля и управления за полетом БВС, преобразуют в команды управления трафиком полета, обеспечивая безопасный совместный полет, исключающий столкновение, а информацию о техническом состоянии БВС и трафике его полета передают в службу управления воздушным движением, которая использует эти данные для контроля управления полетом беспилотного авиационного судна и обеспечения возможности безаварийного продолжения полета, а также выявление случаев получения недостоверной информации о трафике полета с БВС, которые отклоняются от санкционированного трафика полета, а при необходимости, для обеспечения безопасности полетов, корректируют трафики полетов таких БВС, передавая через систему радиосвязи сигналы управления, а в случае невозможности корректировки полета БВС, например, когда недостоверная информация с БВС передается умышленно, то информация о времени потери управления с таким БВС и параметрах его движения, планируемом трафике полета, а также технические данные в режиме онлайн передают в службу пресечения несанкционированного полета БВС. Для осуществления полетов на портале службы управления воздушным движением осуществляют регистрацию БВС, включающая регистрационные параметры БВС и основные тестовые технические параметры, которые обеспечивают безопасность выполнения полета, при этом общее воздушное пространство делят, как минимум, на две категории, которые определяют уровнем рисков при отказе оборудования БВС, причем первые полеты осуществляют в пространстве с минимальным уровнем рисков, а переход на уровень с повышенными рисками осуществляют после безотказных полетов в течение заданного времени, причем при отказе оборудования в зоне с повышенными рисками БВС возвращают в зону полета с пониженными рисками, где контролируют безотказность полетов в течение заданного времени, при этом все отказы и наработки полетов фиксируют на портале службы управления воздушным движением, а когда количество отказов превышает заданный критический уровень, то получение разрешения на полеты в зоне с повышенными рисками дается только после проведения дополнительных конструктивных изменений и дополнительных испытаний, при этом все конструктивные и эксплуатационные изменения фиксируют на портале на протяжении всего жизненного цикла с момента регистрации БВС на портале службы управления воздушным движением.

Способ управления полетами в общем воздушном пространстве беспилотного воздушного судна, для обеспечения контролируемого безопасного трафика полета беспилотного воздушного судна реализуется по блок-схеме, представленной на Фиг. 1.

Работа системы будет осуществляться следующим образом.

Для осуществления полетов БВС необходимо зарегистрировать (1) в базе данных (2) с присвоением регистрационного номера и последующими изменениями, отражающими техническое состояние БВС в процессе всего жизненного цикла, как при техническом обслуживании и ремонте, так и в процессе полета. Эта информация используется для осуществления контроля за полетом БВС с целью обеспечения безопасного полета.

Для выполнения конкретного полета, с использованием зарегистрированного БВС, подается заявка (3), которую анализируют в портале (4) на предмет возможности ее выполнения, корректируют при необходимости и выдают разрешение на выполнение согласованного полета в заданном воздушном пространстве в зоне (5) или (6).

Каждый зарегистрированный БВС должен иметь лицензионный информационный блок, который не допускает несанкционированного вскрытия и перенастройки (12-1), который и формирует информацию о БВС для передачи в региональный центр контроля (7) над полетом БВС₁ (12) принимает информацию, характеризующую текущее техническое состояние из центра анализа технического состояния БВС (8) через центр приема информации о техническом состоянии БВС (9), а параметры трафика полета БВС из центра анализа трафиков полета БВС (10) через центр приема и передачи информации о трафиках полета БВС (11), происходит сравнение с согласованными параметрами полета, выявляет отклонения от санкционированного и по результатам анализа принимают решение. Причем такой контроль осуществляют над всеми БВС (14), которые находятся в зоне действия данного регионального центра контроля над полетами БВС, используя либо линии передачи информации непосредственно с БВС, либо за счет ретрансляции через другие БВС. Дополнительный контроль и управление осуществляет внешний пилот (13).

В случае перехода БВС из одного регионального центра в другой в соответствии с запланированным санкционированным трафиком полета, дальнейший контроль переходит к новому центру (15).

Дополнительно, осуществляют вычисление по доплеровским измерениям текущих параметров трафика полета других БВС, которые ретранслируют по каналам связи наземным службам управления воздушным движением.

В случае отсутствия прямой радиовидимости информацию ретранслируют через другие БВС наземным службам управления воздушным движением. Пакет информации для ретрансляции дополняют пакетами с информацией, поступившей для ретрансляции с других БВС, и направляют наземным службам управления воздушным движением (ретрансляция может осуществляться через спутниковые каналы связи).

В случае отклонения от санкционированного трафика полета служба управления воздушным движением подает команды на возвращение к санкционированному трафику полета и автоматически эта информация поступает в службу пресечения несанкционированного полета беспилотного воздушного судна (16).

В случае возвращения БВС к санкционированному трафику полета продолжается штатный режим работы службы управления воздушным движением, а если принятые меры не дали положительного результата, то служба пресечения несанкционированного полета беспилотного воздушного судна принимает меры по пресечению такого полета, используя информацию о характеристиках БВС, времени и месте начала несанкционированного полета.

Используя эти данные можно выявить все отклонения от санкционированного трафика полета и принять соответствующие меры, а также выявить «фантомы», которые умышленно внедряют в систему контроля воздушным движением для внесения помех в ее нормальную работу.

Достигаемым техническим результатом является, за счет объединения функций оповещения летательных аппаратов, находящихся на расстоянии нескольких километров друг от друга, о трафике своего полета и функции поддержания технической годности беспилотного воздушного судна для полетов в общем воздушном пространстве.

Технический результат заявляемого способа обеспечивается за счет:

- разработки концепции полетов БАС в общем воздушном пространстве, основанной на предлагаемом способе (такая концепция отсутствует и у нас и за рубежом);

- разработки и отработки технических средств (наземных и бортовых), обеспечивающих технологию выполнения полетов беспилотных авиационных систем в общем воздушном пространстве, с выполнением требований по безопасности полетов, основанных на предлагаемом способе;

- разработки законодательных и нормативных документов, а также правил, регламентирующих полеты беспилотных авиационных систем в общем воздушном пространстве, основанных на предлагаемом способе.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе управления полетами в общем воздушном пространстве беспилотного воздушного судна (БВС), который оборудован бортовой автоматической системой управления, спутниковой навигационной системой, высокоточными синхронизированными часами, а также бортовым вычислителем и приемо-передающей радиостанцией, с помощью которой осуществляется цифровая радиосвязь с базовой радиостанцией и со стационарным или подвижным пунктами управления, оборудованными автоматизированным рабочим местом оператора, при этом для осуществления полетов в общем воздушном пространстве на портале службы управления воздушным движением осуществляют регистрацию БВС, включающую регистрационные параметры БВС и основные тестовые технические параметры, которые обеспечивают безопасность выполнения полета, при этом общее воздушное пространство разделяют, как минимум, на две категории, которые определяются уровнем рисков, обусловленных отказом оборудования БВС, причем первые полеты осуществляют в пространстве с минимальным уровнем рисков, а переход на уровень с повышенными рисками осуществляют после безотказных полетов в течение заданного времени, причем при отказе оборудования в зоне с повышенными рисками БВС возвращают в зону полета с пониженными рисками, где контролируют безотказность полетов в течение заданного времени, при этом все отказы и наработки полетов фиксируют на портале службы управления воздушным движением, а когда количество отказов превышает заданный критический уровень, то получение разрешения на полеты дают только после проведения конструктивных изменений и дополнительных испытаний БВС, при этом все конструктивные и эксплуатационные изменения фиксируют на портале службы управления воздушным движением на протяжении всего жизненного цикла с момента регистрации БВС, при этом каждый БВС снабжают уникальным унифицированным информационным блоком, который осуществляет контроль технического состояния БВС, а также блоком вычисления параметров полета, используя спутниковую навигационную систему и блоком передачи параметров трафика полета, для информирования летательных аппаратов, находящихся в ближайшем пространстве, а также блоком приема информации с других летательных аппаратов, находящихся в ближайшем пространстве о трафиках их полета, причем, радиосигнал дополнительно обрабатывают, например, используя принцип Доплера, для уточнения реальных координат других БВС, а в блоке обработки полученная информация о трафиках взаимного полета, а также аэронавигационные данные и пилотажно-навигационные характеристики, включая команды наземной службы контроля и управления за полетом БВС, преобразуют в команды управления трафиком полета, обеспечивая безопасный совместный полет, исключающий столкновение, а информацию о техническом состоянии БВС и трафике его полета передают в службу управления воздушным движением, которая использует эти данные для контроля управления полетом БВС и обеспечения возможности безаварийного продолжения полета, а также выявляют случаи получения недостоверной информации о трафике полета с БВС, которые отклоняются от санкционированного трафика полета, а при необходимости, для обеспечения безопасности полетов, корректируют трафики полетов таких БВС, передавая через систему радиосвязи сигналы управления, а в случае невозможности корректировки полета БВС, например, когда недостоверная информация с БВС передается умышленно, то информация о времени потери управления с таким БВС и параметрах его движения, планируемом трафике полета, а также технические данные в режиме онлайн передаются в службу пресечения несанкционированного полета БВС.

Изобретение относится к способу управления полетами в общем воздушном пространстве беспилотного воздушного судна (БВС). Для осуществления полетов осуществляют регистрацию БВС, включающую регистрационные параметры БВС и основные тестовые технические параметры, которые обеспечивают безопасность выполнения полета. Общее воздушное пространство разделяют, как минимум, на две категории, которые определяются уровнем рисков, обусловленных отказом оборудования БВС, причем первые полеты осуществляют в пространстве с минимальным уровнем рисков, а переход на уровень с повышенными рисками осуществляют после безотказных полетов в течение заданного времени, причем при отказе оборудования в зоне с повышенными рисками БВС возвращают в зону полета с пониженными рисками, где контролируют безотказность полетов в течение заданного времени, при этом все отказы и наработки полетов фиксируют на портале службы управления воздушным движением, а когда количество отказов превышает заданный критический уровень, то получение разрешения на полеты дают только после проведения конструктивных изменений и дополнительных испытаний БВС. Уточняют реальные координаты других БВС. Обеспечивают безопасный совместный полет. При выявлении несанкционированного полета других БВС передают информацию в службу пресечения несанкционированного полета. Обеспечивается безопасность полетов БВС в общем воздушном пространстве. 1 ил.

Способ управления полетами в общем воздушном пространстве беспилотного воздушного судна (БВС), оборудованного бортовой автоматической системой управления, спутниковой навигационной системой, высокоточными синхронизированными часами, а также бортовым вычислителем и приемопередающей радиостанцией, с помощью которой осуществляется цифровая радиосвязь с базовой радиостанцией и со стационарным или подвижным пунктами управления, оборудованными автоматизированным рабочим местом оператора, отличающийся тем, что для осуществления полетов в общем воздушном пространстве на портале службы управления воздушным движением осуществляют регистрацию БВС, включающую регистрационные параметры БВС и основные тестовые технические параметры, которые обеспечивают безопасность выполнения полета, при этом общее воздушное пространство разделяют как минимум на две категории, которые определяются уровнем рисков, обусловленных отказом оборудования БВС, причем первые полеты осуществляют в пространстве с минимальным уровнем рисков, а переход на уровень с повышенными рисками осуществляют после безотказных полетов в течение заданного времени, причем при отказе оборудования в зоне с повышенными рисками БВС возвращают в зону полета с пониженными рисками, где контролируют безотказность полетов в течение заданного времени, при этом все отказы и наработки полетов фиксируют на портале службы управления воздушным движением, а когда количество отказов превышает заданный критический уровень, то получение разрешения на полеты дают только после проведения конструктивных изменений и дополнительных испытаний БВС, при этом все конструктивные и эксплуатационные изменения фиксируют на портале службы управления воздушным движением на протяжении всего жизненного цикла с момента регистрации БВС, при этом каждый БВС снабжают уникальным унифицированным информационным блоком, который осуществляет контроль технического состояния БВС, а также блоком вычисления параметров полета, используя спутниковую навигационную систему, и блоком передачи параметров трафика полета, для информирования летательных аппаратов, находящихся в ближайшем пространстве, а также блоком приема информации с других летательных аппаратов, находящихся в ближайшем пространстве, о трафиках их полета, причем, радиосигнал дополнительно обрабатывают, например, используя принцип Доплера, для уточнения реальных координат других БВС, а в блоке обработки полученная информация о трафиках взаимного полета, а также аэронавигационные данные и пилотажно-навигационные характеристики, включая команды наземной службы контроля и управления за полетом БВС, преобразуют в команды управления трафиком полета, обеспечивая безопасный совместный полет, исключающий столкновение, а информацию о техническом состоянии БВС и трафике его полета передают в службу управления воздушным движением, которая использует эти данные для контроля управления полетом БВС и обеспечения возможности безаварийного продолжения полета, а также выявляют случаи получения недостоверной информации о трафике полета с БВС, которые отклоняются от санкционированного трафика полета, а при необходимости, для обеспечения безопасности полетов, корректируют трафики полетов таких БВС, передавая через систему радиосвязи сигналы управления, а в случае невозможности корректировки полета БВС, например, когда недостоверная информация с БВС передается умышленно, то информация о времени потери управления с таким БВС и параметрах его движения, планируемом трафике полета, а также технические данные в режиме онлайн передаются в службу пресечения несанкционированного полета БВС.