CN107784413A - 一种集“审、侦、监、控”于一体的无人机监管系统 - Google Patents

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Abstract

一种无人机监管系统包括:飞行管理信息分系统1,完成无人机注册/审核和飞行计划申请/审批功能,飞行任务监控分系统2,用于监视和控制无人机飞行任务过程,无人机接入分系统3,用于接入合作无人机和双向传输数据,侦测预警分系统4,用于侦测和预警非合作无人机,防卫反击分系统5,用于接收飞行任务监控分系统2指令,反击非合作无人机。所述系统提出从无人机注册/审核、计划申请/审批、实时监控和非合作无人机侦控角度进行无人机飞行监管,实现无人机飞行的资质审批、任务管理、实时监控以及安全管控,解决了现有无人机监管信息系统不具备的合作无人机准入、空域、飞行一体化管理问题和非合作目标侦控问题。

Description

一种集“审、侦、监、控”于一体的无人机监管系统
技术领域
本发明属于无人机监管技术领域,具体为提供一种无人机监管系统,是针对无人机飞行的全方位监管技术手段。
背景技术
无人机指的是指具备动力装置、可离地飞行、无机载操作员、飞行可精确控制或具备超视距飞行能力的人造装置。近年来,无人机已经应用于航拍、植保、监控、娱乐等多个应用领域,但无人机体积小、形态各异、使用门槛低,用户面广,其飞行自由的特性给空防安全、空中交通安全、信息安全和公共安全等带来新的严峻挑战,因此,对无人机的监管也越来越引起监管部门和相关各方的重视。
无人机飞行安全包括自身飞行安全和影响它方安全,影响无人机飞行安全的因素众多,包括:无人机质量、无人机操作员水平、空域资源可用性、载荷属性等,与大型载人飞行监管相比,无人机飞行在更广区域的低空空域,也无法进行代价昂贵的航线管理,即不可行也无必要。现有的无人机监管系统多为移动互联的无人机管理信息系统,采集无人机飞行信息、进行事后飞行数据分析并采取措施,还不存在考虑全方位风险因素的无人机监管系统。
发明内容
本发明提出一种无人机监管系统,其特征在于集“审、侦、监、控”于一体,由五个分系统组成,包括:飞行管理信息分系统、飞行任务监控分系统、无人机接入分系统、侦测预警分系统和防卫反击分系,该系统实现:
准入管理:飞行管理信息分系统对厂家、无人机和无人机操作员实行准入管理,即用户需要登录系统,注册无人机和无人机操作员信息,无人机通过审核后成为监管系统合作目标,发放无人机适航证,无人机操作员通过审核后成为操作合作无人机的合格操作员。
空域管理:飞行管理信息分系统对无人机实行空域管理,即每次任务需要用户登录系统申请飞行计划,系统根据禁飞区域、空域资源、气象预报等条件进行审批,通过审批后发放任务许可证。
飞行管理:包括监管系统对合作无人机的放飞校验、任务电子围栏注入、实时位置监视,禁飞区预警,无人机接管,违规事后记录和处置。
侦测防卫:对于飞行于禁飞区附近的非合作无人机,使用侦测预警分系统设备侦测目标并示警,扫描定位无人机操作员位置,使用防卫反击分系统设备干扰和捕获非合作无人机,必要时根据定位信息控制无人机操作员。
飞行管理信息分系统,其对无人机进行适航证管理,需要对无人机厂家和无人机类型进行备案注册,对入网无人机进行适航注册、对无人机操作员进行资质注册,监管系统完成对厂家、无人机、无人机操作员的合规性检验和审核,只有通过认证厂家生产的无人机才能完成注册,通过审核的无人机才能获得适航证,即为合作无人机,只有通过审核的无人机操作员才能操控合作无人机,执行飞行任务。
飞行管理信息分系统,其对无人机进行任务许可证管理,监管系统向获批的飞行任务发布任务许可证,一次飞行一次许可,监管系统根据飞行计划向无人机发送任务电子围栏,无人机只能在电子围栏内作业。
无人机接入分系统,其完成对合作无人机接入监管系统功能,返向传输无人机飞行状态等信息,前向传输任务电子围栏信息、无人机控制站加/解锁命令,返航接管命令等信息。
无人机接入分系统,其完成放飞校验功能,向飞行任务监控分系统发送无人机适航证、无人机操作员资格证和飞行任务许可证,飞行任务监控分系统核验后发送无人机地面控制站解锁命令,无人机接入分系统向飞行任务监控分系统发送响应,通过飞行任务放飞校验。
飞行任务监控分系统,其通过无人机接入分系统对无人机地面控制站进行加锁和解锁,出厂合作无人机的地面控制站默认为加锁状态,根据飞行计划对地面控制站进行解锁,任务结束后或无人机接近禁飞区时,按照规则对地面控制站进行加锁和接管。加锁/解锁机制配合任务电子围栏功能确保无人机合规飞行。
飞行任务监控分系统,在合作无人机飞行过程中,无人机向其发送飞行状态信息,其对任务过程进行实时监视,并对迫近和撞击电子围栏行为进行警告,直至发出返航接管命令,强制合作无人机在电子围栏内飞行。
侦测预警分系统,对非合作无人机进行侦测预警,向飞行任务监控分系统发送非合作无人机侦测预警信息,扫描定位非合作无人机操作员,向飞行任务监控分系统发送非合作无人机操作员位置。
防卫反击分系统,其对非合作无人机具有防卫反击手段,根据飞行任务监控分系统指令,干扰、捕获或摧毁非合作无人机,定位和取证非合作无人机操作员。
本发明具有以下有益效果:
本发明采用注册/审核方式对无人机和无人机操作员进行准入管理,采用计划申请/审批方式分配空域资源,采用放飞校验、加/解锁无人机、注入任务电子围栏过程控制无人机按照飞行计划飞行,并对飞行过程进行监控,对于未进行注册的无人机飞行进行侦测预警和防卫反击。本发明通过多种机制对无人机进行监管,从无人机准入、空域分配、实时监视和违规处置等多个方面进行全面监控,解决了现有无人机监管信息系统监管手段不完备、实时侦测和打击手段不足的技术问题,实现了对无人机“审、侦、监、控”监的监管一体化。
附图说明
为了配合说明本发明的技术方案,列出本发明的附图,用于更清楚地说明本发明的技术方案和实施方式。
图1是本发明的总体结构框图;
图2是本发明的信息和控制流程图。
具体实施方式
本发明由五个分系统组成,参见附图1,实施无人机飞行任务监控的实施过程按照信息流程进行描述,这五个流程包括:注册/审核流程、计划申请/审批流程、合作目标飞行流程、非合作目标飞行流程,通用信息服务流程。各流程中分系统的交互信息和时序如附图2。
1注册/审核流程
本发明的无人机注册/审核过程由飞行管理信息分系统1完成,过程为:登录飞行管理信息分系统1,填报新型号无人机信息和相关资料,审核员审核新型号无人机资料,批准无人机型号进入系统的合作无人机型号列表;
用户购买批准型号无人机后,使用前需要注册取得无人机适航证,每机一证,注册方式是:登录飞行管理信息分系统1,填报经审核获得监管系统无人机适航证。
每个新的无人机操作员注册过程为:登陆飞行管理信息分系统1,填报资料并经审核获得无人机操作员执行任务资格。
2计划申请/审批流程
用户登录飞行管理信息分系统1申请飞行计划,根据空域资源、区域气象等条件审批飞行计划,发放任务许可证。
3合作目标飞行流程
无人机操作员通过无人机接入分系统3和飞行任务监控分系统2,进行放飞校验,放飞校验通过后,飞行任务监控分系统2向无人机注入任务电子围栏,通过无人机接入分系统3解锁无人机地面控制站。
无人机按照批准计划飞行,通过无人机接入分系统3向飞行任务监控分系统2发送无人机飞行状态信息。无人机飞向任务电子围栏边界时,监控分系统发出提示信息;接近任务电子围栏边界时,发出黄色无人机警告信息,更进一步迫近任务电子围栏边界时,发出红色无人机警告信息,继续抵近时,监控分系统2发出警告命令无人机离开任务电子围栏边界,连续迫近多次时,加锁地面控制站,并发送返航指令。
合作无人机任务结束后,飞行任务监管分系统2向飞行管理信息分系统1报告无人机和无人机操作员的飞行日志和违规记录,同时释放飞行资源。
合作无人机不可能进入禁飞区,进入禁飞区的所有无人机均视为非合作无人机。
4非合作目标飞行流程
侦测预警分系统4侦测并识别非合作无人机,进行扫描和跟踪,并把非合作目标状态信息和预警信息传输给飞行任务监控分系统2,审核人员决策后通过飞行任务监控分系统2向防卫反击分系统5发送防卫反击指令,干扰和捕获非合作无人机。
侦测预警分系统4扫描和追踪非合作无人机操作员,并把非合作目标状态信息和预警信息传输给飞行任务监控分系统2,飞行任务监控分系统2向防卫反击分系统5发送非合作无人机操作员位置信息,用于追踪目标。
5通用信息服务流程
飞行任务监控分系统2定时向各分系统发送时间统一信息、气象服务信息和其它通用信息。

Claims (8)

1.一种无人机监管系统,其特征在于,所述无人机监管系统集“审、侦、监、控”于一体,由五个分系统组成,包括:飞行管理信息分系统1、飞行任务监控分系统2、无人机接入分系统3、侦测预警分系统4和防卫反击分系统5,该系统实现:
准入管理:飞行管理信息分系统对厂家、无人机和无人机操作员实行准入管理,即用户需要登录系统,注册无人机和无人机操作员信息,无人机通过审核后成为监管系统合作目标,发放无人机适航证,无人机操作员通过审核后成为操作合作无人机的合格操作员;
空域管理:飞行管理信息分系统对无人机实行空域管理,即每次任务需要用户登录系统申请飞行计划,系统根据禁飞区域、空域资源、气象预报等条件进行审批,通过审批后发放任务许可证;
飞行管理:包括监管系统对合作无人机的放飞校验、任务电子围栏注入、实时位置监视,禁飞区预警,无人机接管,违规事后记录和处置;
侦测防卫:对于飞行于禁飞区附近的非合作无人机,使用侦测预警分系统4设备侦测目标并示警,扫描定位无人机操作员位置,使用防卫反击分系统5设备干扰和捕获非合作无人机,必要时根据定位信息控制无人机操作员。
2.根据权利要求1中所述的无人机监管系统,其特征在于,监管系统对无人机进行适航证管理,需要对无人机厂家和无人机类型进行备案注册,对入网无人机进行适航注册、对无人机操作员进行资质注册,监管系统完成对厂家、无人机、无人机操作员的合规性检验和审核,只有通过认证厂家生产的无人机才能完成注册,通过审核的无人机才能获得适航证,即为合作无人机,只有通过审核的无人机操作员才能操控合作无人机,执行飞行任务。
3.根据权利要求1中所述的无人机监管系统,其特征在于,监管系统对无人机进行任务许可证管理,监管系统向获批的飞行任务发布任务许可证,一次飞行一次许可,监管系统根据飞行计划向无人机发送任务电子围栏,无人机只能在电子围栏内作业。
4.根据权利要求1中所述的无人机监管系统,其特征在于,监管系统对无人机地面控制站具有加锁和解锁功能,出厂合作无人机的地面控制站默认为加锁状态,由监管系统根据飞行计划对地面控制站进行解锁,任务结束后或无人机接近禁飞区时,按照规则对地面控制站进行加锁和接管。加锁/解锁机制配合任务电子围栏功能确保无人机合规飞行。
5.根据权利要求1中所述的无人机监管系统,其特征在于,合作无人机飞行过程中,无人机向监管系统发送飞行状态信息,监管系统对任务过程进行实时监视,并对迫近和撞击电子围栏行为进行警告,直至发出返航接管命令,强制合作无人机在电子围栏内飞行。
6.根据权利要求1中所述的无人机监管系统,其特征在于,监管系统在禁飞区附近对非合作无人机具有侦测预警手段,系统在禁飞区附近部署侦测预警分系统,侦测非合作无人机,扫描定位非合作无人机操作员。
7.根据权利要求1中所述的无人机监管系统,其特征在于,监管系统在禁飞区附近对非合作无人机具有防卫反击手段,在禁飞区附近部署防卫反击分系统,干扰、捕获或摧毁非合作无人机,定位和取证非合作无人机操作员。
8.根据权利要求1中所述的无人机监管系统,其特征在于,监管系统对无人机进行放飞校验,无人机接入分系统3向飞行任务监控分系统2发送无人机适航证、无人机操作员资格证和飞行任务许可证;飞行任务监控分系统2核验后发送无人机地面控制站解锁命令;无人机接入分系统3向飞行任务监控分系统发送响应,通过飞行任务放飞校验。
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