对于不支持此类技术的无人机来说,感知和规避的能力是一个棘手的问题,而感知和规避在所有飞越国家领空的有人驾驶飞机上都很常见。这将是无人机供应商和其他人迫切要求无人机进入国家领空的一个主要障碍。
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今年早些时候,美国政府问责局(Government Accountability Office)的一份报告概述了这个问题:“到目前为止,还没有部署合适的技术,让无人机能够感知和避开其他飞机和空中物体,并完全符合美国联邦航空局(FAA)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。陆军已经成功测试了一个这样的系统,但它可能并不适用于所有类型的无人机。”
为了解决这一特殊问题,空军发布了一份信息请求,称其为“通用机载探测和避源或者是技术供应商,他们可以为无人机建立一种感知和避免系统。
来自空军的消息:“随着远程驾驶飞机系统在军事(和商业)应用的持续增长,正在寻求授权证书程序的替代方案,以减少协调要求和增加任务灵活性。鉴于过去几年研发工作的成果,现在可以为(无人机)配备技术,以满足目前驱动FAA授权过程的一些主要要求。美国空军正在寻求发展通用机载感知和规避(C-ABSAA)能力,以实现[无人机]在国家空域系统的综合飞行。C-ABSAA系统必须考虑合作和非合作飞机在所有级别的空域,包括终端区域。此外,C-ABSAA系统必须开发一种显示方法,以适应各种各样的地面站。预计建模和仿真的广泛使用将是必要的,以满足适航和FAA安全认证/运营批准的要求。”
当然,感知和规避并不是无人机进入美国领空所面临的唯一问题。政府问责局的报告还提到了其他一些重要事项,包括:
- 确保小型和大型无人机的不间断指挥和控制,仍然是安全、常规地融入国家空域的一个关键障碍。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
- 在“失去联系”的情况下,由于环境或技术问题,无人机与地面控制站之间的指挥和控制联系中断,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。
- 在为无人机作业获取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,无人驾驶飞机目前使用的是未受保护的无线电频谱,并且像其他任何无线技术一样,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。
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。
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