美国宇航局表示,他们选择了俄亥俄州代顿市的发展项目来管理无人飞机系统空域操作挑战赛该项目将专注于各种新兴的无人机技术,特别是飞机感知和避开其他空中交通的能力。
(美国宇航局消息:太空实验室:美国宇航局的第一个空间站标志着40年]
美国宇航局将提供50万美元的奖金,发展项目将最终确定规则,并开始为这项挑战做详细的准备,最终登记竞争者。第一场展示团队参赛作品的比赛预计将于2014年5月举行。
2012年,NASA表示正在与联邦航空管理局(Federal Aviation Administration)和空军研究实验室(Air Force Research Lab)合作计划这一挑战。美国国家航空航天局表示,他们所设想的挑战并非易事,因为他们正在寻求解决更复杂的无人机问题之一——感知和避开其他飞机。
“NASA正在考虑发起无人机系统空域操作挑战赛,专注于寻找创新的解决方案,以解决将无人机系统集成到国家空域系统的问题。正在考虑的方法将要求竞争对手在各种情况下,在拥挤的空域操作无人机时,保持与其他空中交通的安全隔离。正如下一代航空运输系统所设想的那样,这将通过感知和规避技术来实现。”
美国宇航局表示,该挑战将分为两部分。1级比赛-将集中于竞争者的飞行4维轨迹的能力,提供一个合理的预期,无人机将在他们应该在的地方,当他们计划在那里,成功地使用自动依赖监视广播(ADS-B),与其他配备ADS-B的空中交通保持安全隔离,并在一些紧急情况下安全运行。机载ADS-B能够接收来自其他飞机和空中交通管理系统的广播信息,描述附近空中交通的当前位置、航向和速度。”
第2级比赛将在第1级的基础上增加“与没有安装ADS-B系统的空中交通保持安全隔离的要求,以及在链路丢失的情况下,车辆能够与空中交通控制系统进行口头交流的要求”。竞争者将被要求为他们的飞行器有一个工作的硬件在环模拟。HiLSim将在比赛开始、飞行前使用,以验证竞争的UASs飞行运营商、地面软件和飞行软件在各种安全关键情况下表现出适当的反应。它还可以用来验证一个队是否有能力完成比赛所要求的基本任务。在比赛之前,将提供HiLSim测试套件,让竞争对手在开发过程中验证自己是否符合比赛要求。”
美国政府问责局(Government Accountability Office)最近的一份报告指出,如果无人机开发商想要自由进入美国领空,通信和有效的系统控制将是一大挑战。
目前的底线似乎是,虽然研发工作正在进行中,以减轻障碍,以安全和常规集成无人飞机进入国家领空,但这些努力无法完成和验证,没有安全性、可靠性和性能标准,政府问责局得出的结论是,由于数据的限制,这些技术尚未被开发出来。
美国政府问责局的报告指出,目前无人机在国内的使用仅限于执法、法医摄影、边境安全和科学数据收集等活动。根据一项行业预测,未来10年,无人机的市场价值可能达到890亿美元,相关的生产研究和开发估计将达到285亿美元。
主要问题包括无人机避开空中其他飞机的能力;可用的备份网络是什么?如果失去通信链路和其他网络问题,计算机应该如何运行?
GAO的报告如下:
避免:到目前为止,还没有部署合适的技术,使无人机能够感知和避免其他飞机和空中物体,并完全符合美国联邦航空局对国家空域的监管要求。然而,FAA、DOD、NASA和MITRE等机构的研究和开发工作表明,在短期内可能会有潜在的感知和避免障碍的解决方案。美国陆军正在研发一种基于地面的感知和规避系统,该系统将探测到其他空中物体,并允许飞行员引导无人机移动到一个安全的位置。GAO表示,陆军已经成功测试了一种这样的系统,但它可能不适用于所有类型的无人机
控制:确保小型和大型无人机系统的不间断指挥和控制,仍然是安全与常规整合到国家空域的关键障碍。美国政府问责局表示,由于无人驾驶飞机是基于预先编程的飞行路径和由飞行员操作的地面控制站发出的命令飞行的,保持指挥和控制信号的完整性对于确保无人驾驶飞机按照预期和预期操作至关重要
失去联系:在“失去联系”的情况下,由于环境或技术问题,无人机系统和地面控制站之间的指挥和控制联系中断,这可能导致无人机失去控制。为了解决这种情况,无人驾驶飞机通常会进行预先编程的机动,引导飞机在空域盘旋或盘旋一段时间,以重新建立无线电联系。如果链接没有重新建立,那么无人机将返回“家”或从它被发射的位置,或执行一个故意的飞行终止在其当前位置。
网络安全:发送到无人机系统的GPS信号的干扰也可能中断无人机行动的指挥和控制。在GPS干扰的情况下,飞机可能会失去确定其位置、高度和飞行方向的能力。干扰GPS信号的低成本设备很普遍。据一位业内专家称,如果GPS是无人机导航的唯一方法,GPS干扰将成为一个更大的问题。这个问题可以通过在飞机上安装不依赖GPS的第二或冗余导航系统来缓解,这是通常由国防部和国土安全部操作的大型无人机的情况。加密民用GPS信号可能会使“欺骗”或伪造GPS信号变得更加困难,这些信号可能会干扰无人机的导航。与军用GPS信号不同,非军事GPS信号没有加密,透明度和可预测性使它们容易被伪造或欺骗。政府问责局的报告说。
无线电频谱:在为无人机作业获得额外的专用无线电频谱方面取得了进展,但仍需要额外的专用频谱,包括卫星频谱,以确保小型和大型无人机作业的安全和连续通信。无人驾驶操作缺乏受保护的无线电频谱,增加了飞行员失去对飞机的指挥和控制的可能性。与载人飞机使用专用的、受保护的无线电频率不同,无人机目前使用的是不受保护的无线电频谱,而且与任何其他无线技术一样,无人机仍然容易受到无意或有意的干扰。GAO说,这仍然是一个关键的安全和安全漏洞,因为与飞行员直接控制飞机的有人驾驶飞机相比,无线电传输的中断可以切断无人机唯一的控制手段。
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