СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВОЗДУШНЫМ ДВИЖЕНИЕМ БЕСПИЛОТНЫХ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ Российский патент 2025 года по МПК G08G5/00 G05D1/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области информационно-измерительной техники, а именно к автоматизированным системам управления и контроля. Система относится к комплексам управления и контроля беспилотных воздушных судов (БВС) для обеспечения безопасности их полета, но может быть применена и на других транспортных средствах.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Из предшествующего уровня техники известен способ управления беспилотным летательным аппаратом (см. патент RU №2647390, опубл. 18.11.2016 г.), характеризующий управление одним или несколькими БВС.

Технический результат заявляемого способа обеспечивается за счет придания БВС функций «летающего» ретранслятора по принятию и передаче информации с БВС, находящегося в зоне его радиовидимости, и последующей доставки этой информации в наземный пункт управления, с которого осуществляется контроль и управление данным БВС. Трафик связи может осуществляться через несколько БВС, а также другими доступными и разрешенными линиями связи и будет определяться загрузкой этих линий связи.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе управления беспилотными летательными аппаратами, которые оборудованы 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 пунктом управления, который оборудован автоматизированным рабочим местом оператора, который наделяется идентификационным номером, при этом передача команд управления движением БВС, передача данных о координатах и параметрах его движения, а также передача идентификационных номеров и данных о координатах и параметрах движения других подвижных объектов, оборудованных приемопередающими радиостанциями и находящихся в пределах радиовидимости, производится в один или несколько общих радиоканалов, причем в передаваемом сообщении с БВС, указывается идентификационный номер наземной станции, которая осуществляет контроль и управление его полетом, который свидетельствует о необходимости ретрансляции, полученного сообщения, по этому адресу, а сформированный трафик связи служит каналом управления и контроля за полетом БВС, причем, когда трафик контроля и управления невозможно организовать, то БВС переходит в режим автономного полета, осуществляя прием сигналов оповещения от приближающихся БВС, обеспечивая безопасность полета.

Недостатком известного способа управления БВС является то, что управление и контроль БВС осуществляется с наземного пункта управления в пределах радиовидимости. Это создает обстоятельства, которые снижают уровень безопасности полетов.

СУЩНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ

Изобретение относится к области информационно-измерительной техники, а именно к автоматизированным системам управления и контроля. Система относится к комплексам управления и контроля беспилотных воздушных судов (БВС) для обеспечения безопасности их полета, но может быть применена и на других транспортных средствах.

Задачей заявляемого способа является расширение зон управления БВС, в том числе и вне зоны радиовидимости, что повысит уровень обеспечения безопасности на всех участках полета БВС.

Технический результат заявляемого способа обеспечивается за счет формирования выделенного коридора и каравана БВС с осуществлением их непрерывного контроля и управления за счет формирования закрытого канала связи вех БВС с центром автоматизированного контроля и управления.

Система управления воздушным движением беспилотных воздушных судов (БВС), содержащая наземный пункт управления, оборудованный автоматизированным рабочим местом оператора, базовой радиостанцией, выполненной с возможностью осуществления цифровой радиосвязи с БВС, каждый из которых содержит бортовую приемо-передающую радиостанцию, отличающуюся тем, что выполнена с возможностью формирования в разрешенных зонах единой сети непересекающихся типовых воздушных коридоров, по которым осуществляют управление движением БВС караванным методом из условия полного заполнения коридора, при этом длину коридора выбирают из технической возможности пролета по ним БВС без посадки, а количество БВС и расстояние между ними выбирают не более половины расстояния гарантированного обмена данными с двумя БВС, расположенными впереди и сзади, а в случае невозможности сформировать длинный коридор, его делят на части, формируя дополнительные наземные центры контроля и управления, расположенные на расстоянии, обеспечивающем возможность передачи управления БВС от одного центра другому при пролете БВС по воздушному коридору, также система управления воздушным движением выполнена с возможностью формирования вспомогательных воздушных коридоров для осуществления движения дополнительных БВС, которые располагают между основными коридорами, а также для осуществления перехода БВС в другой коридор или осуществления его посадки до завершения маршрута, и кроме этого, каждое БВС оснащено инерциальной навигационной системой, параметры которой в процессе полета непрерывно сравниваются с параметрами спутниковой навигационной системы, и в случае несовпадения которых управление БВС переводят в аварийный режим.

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 БВС.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 - Система управления воздушным движением беспилотных воздушных судов (схема начальной фазы каравана БВС);

Фиг. 2 - Система управления воздушным движением беспилотных воздушных судов (схема середины фазы каравана БВС);

Фиг. 3 - Система управления воздушным движением беспилотных воздушных судов (Схема завершающей фазы каравана БВС с указанием вспомогательных коридоров для дополнительных БВС).

Обозначения:

I - центр контроля вылета БВС;

II - центр контроля прилета БВС;

1, 2, …, 12 - базовые БВС;

0 - БВС промежуточной посадки;

1.1 - коридор для полета БВС;

1.2 - трасса полета БВС;

1.3 - пункт промежуточной посадки БВС;

1.4 - воздушная стыковочная площадка другого коридора.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ

Задачей заявляемого способа автоматизированного контроля и управления БВС является расширение зон управления БВС, в том числе и вне зоны радиовидимости, что повысит уровень обеспечения безопасности полетов на всех участках.

Управление и контроль полета БВС с наземного пункта управления, даже вне пределов прямой радиовидимости, осуществляется следующим образом.

В разрешенных, специально выделенных для полета БВС, зонах воздушного пространства формируют специальные воздушные коридоры для полета БВС, которые выстраивают в форме каравана, с осуществлением непрерывного для всех БВС контроля и управления за счет формирования закрытого канала связи с центром автоматизированного контроля и управления.

Предлагаемая система поясняется фигурами, на которых показаны схемы осуществления контроля и управления БВС.

Система управления воздушным движением БВС охарактеризована следующими существенными признаками необходимыми для достижения заявленного технического результата, а именно: наземный пункт управления, оборудованный автоматизированным рабочим местом оператора и базовой радиостанцией беспилотные воздушные суда (БВС), содержащие бортовую систему автоматического управления, спутниковую навигационную систему, бортовую приемо-передающую радиостанцию, наземные центры контроля и управления, расположенные на расстоянии, обеспечивающем возможность передачи управления БВС от одного центра другому при пролете БВС по воздушному коридору.

На Фиг. 1 показана схема начальной фазы полета каравана БВС по трассе внутри воздушного коридора. Полет каравана возглавляет БВС 1, который связан специальной закрытой линией связи с центром управления I через ретрансляторы БВС 2 и БВС 3. Такая цепочка связи осуществляется до момента достижения БВС 1 зоны прямой связи с центром управления II, что показано на Фиг 2. В этом случае по линии связи с использованием ретрансляторов БВС организуется линия передачи данных между центрами управления I и II, используя которую организуют дублер центра управления I в центре управления II, которому передают дальнейший контроль и управление БВС каравана до завершения полета, как показано на Фиг 3.

Между базовыми беспилотниками размещают дополнительные беспилотники, на Фиг 2 обозначены цифрой 0, осуществляющие управляемый контролируемый полет, используя информационное и линии связи, сформированные базовыми беспилотниками, причем у дополнительных беспилотников формируют возможность, по вспомогательному воздушному коридору, осуществить посадку до завершения маршрута в пункте промежуточной посадки БВС 1.3 (Фиг 2) или переход в другой коридор 1.4 (Фиг 2).

Эти схемы наглядно показывают, как осуществляется управление и контроль полета БВС с наземного пункта управления, даже вне пределов прямой радиовидимости, обеспечивая безопасность полетов БВС.

Таким образом, задачей предлагаемой системы является расширение зон управления БВС, в том числе и вне зоны радиовидимости, что повысит уровень обеспечения безопасности полетов на всех участках их полета.

Технический результат заявляемого способа обеспечивается за счет формирования выделенного коридора и каравана беспилотников с осуществлением для всех БВС непрерывного контроля и управления за счет формирования закрытого канала связи с центром автоматизированного контроля и управления.

Поставленная цель достигается тем, что известная Система управления воздушным движением беспилотных воздушных судов (БВС), содержащая наземный пункт управления, оборудованный автоматизированным рабочим местом оператора, базовой радиостанцией, выполненной с возможностью осуществления цифровой радиосвязи с БВС, каждый из которых содержит бортовую приемо-передающую радиостанцию, отличающуюся тем, что выполнена с возможностью формирования в разрешенных зонах единой сети непересекающихся типовых воздушных коридоров, по которым осуществляют управление движением БВС караванным методом из условия полного заполнения коридора, при этом длину коридора выбирают из технической возможности пролета по ним БВС без посадки, а количество БВС и расстояние между ними выбирают не более половины расстояния гарантированного обмена данными с двумя БВС, расположенными впереди и сзади, а в случае невозможности сформировать длинный коридор его делят на части, формируя дополнительные наземные центры контроля и управления, расположенные на расстоянии, обеспечивающем возможность передачи управления БВС от одного центра другому при пролете БВС по воздушному коридору, также система управления воздушным движением выполнена с возможностью формирования вспомогательных воздушных коридоров для осуществления движения дополнительных БВС, которые располагают между основными коридорами, а также для осуществления перехода БВС в другой коридор или осуществления его посадки до завершения маршрута, и кроме этого, каждое БВС оснащено инерциальной навигационной системой, параметры которой в процессе полета непрерывно сравниваются с параметрами спутниковой навигационной системы, и в случае несовпадения которых управление БВС переводят в аварийный режим.

Система управления воздушным движением беспилотных воздушных судов (БВС) содержит наземный пункт управления, включающий автоматизированное рабочее место оператора, базовую радиостанцию, выполненную с возможностью связи с БВС, а также формирования в разрешенных зонах единой сети непересекающихся типовых воздушных коридоров, по которым осуществляют управление движением БВС определенным образом, при этом каждое БВС оснащено инерциальной навигационной системой, параметры которой в процессе полета непрерывно сравниваются с параметрами спутниковой навигационной системы, и в случае несовпадения которых управление БВС переводят в аварийный режим. Обеспечивается повышение безопасности полета БВС на всех участках полета. 3 ил.

Система управления воздушным движением беспилотных воздушных судов (БВС), содержащая наземный пункт управления, оборудованный автоматизированным рабочим местом оператора, базовой радиостанцией, выполненной с возможностью осуществления цифровой радиосвязи с БВС, каждый из которых содержит бортовую приемо-передающую радиостанцию, отличающаяся тем, что выполнена с возможностью формирования в разрешенных зонах единой сети непересекающихся типовых воздушных коридоров, по которым осуществляют управление движением БВС караванным методом из условия полного заполнения коридора, при этом длину коридора выбирают из технической возможности пролета по ним БВС без посадки, а количество БВС и расстояние между ними выбирают не более половины расстояния гарантированного обмена данными с двумя БВС, расположенными впереди и сзади, а в случае невозможности сформировать длинный коридор его делят на части, формируя дополнительные наземные центры контроля и управления, расположенные на расстоянии, обеспечивающем возможность передачи управления БВС от одного центра другому при пролете БВС по воздушному коридору, также система управления воздушным движением выполнена с возможностью формирования вспомогательных воздушных коридоров для осуществления движения дополнительных БВС, которые располагают между основными коридорами, а также для осуществления перехода БВС в другой коридор или осуществления его посадки до завершения маршрута, и кроме этого, каждое БВС оснащено инерциальной навигационной системой, параметры которой в процессе полета непрерывно сравниваются с параметрами спутниковой навигационной системы, и в случае несовпадения которых управление БВС переводят в аварийный режим.