CN110663074B - 用于在无人航空器系统交通管理框架中使用网络位置服务的方法和系统 - Google Patents

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CN110663074B CN201780091438.7A CN201780091438A CN110663074B CN 110663074 B CN110663074 B CN 110663074B CN 201780091438 A CN201780091438 A CN 201780091438A CN 110663074 B CN110663074 B CN 110663074B
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Abstract

描述了用于管理无人飞行载具（UAV）的方法。该方法可以包括：向由网络运营商提供的位置服务系统传送监测UAV的位置的请求，该网络运营商基于UAV在由网络运营商所操作的网络中的无线通信来提供UAV的位置信息，其中监测UAV的位置的请求指示感兴趣区域；由于位置服务系统在感兴趣区域中检测到UAV，从位置服务系统接收指示UAV的当前位置的消息；以及响应于接收该消息而促使执行一个或多个补救动作。

Description

用于在无人航空器系统交通管理框架中使用网络位置服务的 方法和系统
相关申请的交叉引用
该申请主张2017年3月31日提交的美国临时申请号62/480222的权益，其通过引用合并于此。
技术领域
本发明的实施例涉及管理无人航空器系统（UAS）的领域；并且更特别地，涉及使用由无线网络提供的位置服务（LCS）在UAS交通管理（UTM）框架中管理UAS。
背景技术
美国联邦航空管理局（FAA）和美国国家航空航天局（NASA）正在定义无人航空器系统交通管理（UTM）框架。这种系统试图对无人航空器系统（UAS）交通提出有效的管理结构。在这方面，试图让UTM充当促成者（enabler）以促进UAS在商业和娱乐环境的广泛使用，同时使对有人空中交通和周边基础设施的部分造成的危险最小化。
为了满足上面的目标，在UTM内操作的UAS服务供应商（USS）可以接收指示和约束的集合。这些指示和约束可以规定所管理的空域的当前状态并且可以包括受限飞行区或对UAS的其他限制。在接收提出的UAS任务时，USS将帮助确定该任务是否被授权而继续进行，并且如果被授权的话则可以向UAS操作员传送飞行路径信息连同其他相关信息。
基于该授权而继续进行，UAS可以飞行来实施计划任务。然而，USS可能通过发布经更新的指示/约束连同被授权的飞行计划的执行而保持所涉及的飞行。
为了跟随UAS任务的进展，USS需要收集UAS的地理位置信息。最常见的是，该信息由全球定位系统（GPS）提供，因为每个UAS中的飞行控制器需要GPS接口和位置来实施自动飞行任务。如上文提到，UTM架构提供接口用以向UAS发布指示和约束，以及请求/响应接口用以检查计划任务是否被允许。然而，确保UAS根据授权任务的详情飞行需要UAS定期传送它的位置或USS请求该信息。该过程在有大量飞行任务要同时实施的场景中是有问题的，因为USS将在请求、接收和管理这种信息的情况下不堪重负。另外，指示和约束的执行依赖于假设UAS操作员和/或UAS在所有阶段传送准确的GPS位置信息。然而，GPS位置信息通常不准确，因为（1）GPS坐标的精确度在不同环境中是变化的，（2）报告坐标经常有误差（例如，从UAS向USS报告坐标需要多次跳跃（hop）），和/或（3）UAS可能有意发送错误信息。
发明内容
本文描述用于管理无人飞行载具（UAV）的方法。该方法可以包括：向由网络运营商提供的位置服务系统传送监测UAV的位置的请求，该位置服务系统基于UAV在由网络运营商所操作的网络中的无线通信来提供UAV的位置信息，其中监测UAV的位置的请求指示感兴趣区域；由于位置服务系统在该感兴趣区域中检测到UAV，从位置服务系统接收指示UAV的当前位置的消息；以及响应于接收该消息而促使执行一个或多个补救动作。
如本文描述的，UAV交通管理（UTM）系统可以利用由无线网络（例如，第三代合作伙伴计划（3GPP）网络）提供的位置信息。这使UTM系统能够实时监测/执行UAV位置而不依赖来自UAV操作员的坐标报告。这样，UTM系统就不需要提供资源来追踪所有UAV并且可以信任所报告的对于每个UAV的位置，因为它是由标准化、规范化且可靠的实体（例如，无线网络的网络运营商）提供的。因此，本文描述的机制提供了网络运营商可以向UTM系统提供的新的增值服务。
附图说明
本发明可以通过参考下列描述和附图而最好地理解，这些附图用于图示本发明的实施例。在图中：
图1图示根据一个实施例的空中交通系统，其包括无人航空器系统（UAS）交通管理（UTM）系统和3GPP位置服务（LCS）系统；
图2A图示根据一个实施例具有坐标集的示例飞行计划；
图2B图示根据一个实施例具有限制区域/区的集合的示例飞行计划；
图2C图示根据一个实施例具有指定净空区（clearance zone）的示例飞行计划；
图3图示根据一个实施例的UAS的框图；
图4图示根据一个实施例用于管理UAS的飞行的方法；
图5A图示根据一个实施例用于为空域设置通知/监测区域的方法；
图5B图示根据一个实施例用于设置通知/监测区域的示例交换；
图6A图示根据一个实施例用于为UAS授权飞行计划的方法；
图6B图示根据一个实施例用于为UAS授权飞行计划的示例交换；
图7A图示根据一个实施例用于执行约束/指示的方法；
图7B图示根据一个实施例用于执行约束/指示的示例交换；以及
图8图示根据一个实施例的计算/联网装置。
具体实施方式
在下列描述中，阐述许多具体细节。然而，要理解可以在没有这些具体细节的前提下实践本发明的实施例。在其他实例中，为了不使本描述难以理解，未曾详细地示出公知的电路、结构和技术。本领域的技术人员利用包括的描述将能够实现适当的功能性而无需过度实验。
具有虚线边界（例如，大的虚线、小的虚线、点划线（dot-dash）和点）的加括号的文本和框在本文用于图示将额外特征添加到本发明的实施例的可选操作。然而，不应认为这种记号意指这些仅是选项或可选的操作，和/或具有实线边界的框在本发明的某些实施例中不是可选的。
在说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的引用指示描述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但每个实施例可不一定包括该特定特征、结构或特性。此外，这种短语不一定指相同的实施例。此外，当特定特征、结构或特性与实施例结合描述时，要认为在本领域技术人员的认知内结合其他实施例来对该特征、结构或特性产生作用，而不管是否有明确描述。
在下列描述和权利要求中，可以使用术语“耦合的”和“连接的”连同它们的派生词。应理解这些术语不旨在为是彼此的同义词。“耦合的”用于指示彼此可以或可以不直接物理或电接触的两个或多个元件彼此共同操作或交互。“连接的”用于指示彼此耦合的两个或多个元件之间的通信的建立。
电子装置使用诸如机器可读存储介质（例如，磁盘、光盘、只读存储器（ROM）、闪速存储器装置、相变存储器）和机器可读传输介质（也称为载体）（例如，电、光、无线电、声或其他形式的传播信号——诸如载波、红外信号等）之类的机器可读介质（也称为计算机可读介质）来存储和传送（在内部和/或通过网络利用其他电子装置）代码（所述代码由软件指令组成并且所述代码有时称为计算机程序代码或计算机程序）和/或数据。因此，电子装置（例如，计算机）包括硬件和软件，诸如一个或多个处理器的集合，所述一个或多个处理器耦合到一个或多个机器可读存储介质来存储代码以用于在该处理器的集合上执行和/或来存储数据。例如，电子装置可以包括非易失性存储器，其包含代码，因为该非易失性存储器甚至在电子装置关断时也可以存留代码，并且在电子装置接通时要由该电子装置的（一个或多个）处理器执行的部分代码被从较慢的非易失性存储器复制到该电子装置的易失性存储器（例如，动态随机存取存储器（DRAM）、静态随机存取存储器（SRAM））内。典型的电子装置还包括一个或多个物理网络接口的集合来与其他电子装置建立网络连接（用以使用传播信号来传送和/或接收代码和/或数据）。本发明的实施例的一个或多个部分可以使用软件、固件和/或硬件的不同组合来实现。
本文提出根据一个实施例的系统，所述系统利用第三代合作伙伴计划（3GPP）位置服务（LCS）来执行指示、约束、飞行计划或无人航空器系统（UAS）飞行期间的任何其他规则/要求。在一些实施例中，为了能够使用3GPP LCS，UAS交通管理（UTM）框架利用通过Le接口与LCS的网关移动位置中心（GMLC）服务器通信的客户端。在一个实施例中，该客户端可以作为LCS客户端而驻留在UTM架构中。如果UAS进入地理围栏区域（geo-fenced area）或偏离被授权的飞行计划，则通过LCS客户端，UAS服务供应商（USS）可以基于来自各个利益相关者（stakeholder）的输入和请求通知而动态设置飞行限制区和高度。例如，LCS客户端可以向对应于UAS所连接的网络的网络运营商的GMLC发送请求。该请求可以要求GMLC监测感兴趣区域。该感兴趣区域可以是通知区（例如，禁飞区）和/或UAS的飞行路径。在上文的场景中，当UAS进入通知区或移到飞行路径外时，GMLC可以传送消息/报告。因为由网络运营商提供给UTM的3GPP网络和LCS可以由政府或监管局（例如，联邦通信委员会（FCC））管控，这在UTM和UAS参与最少情况下提供了追踪UAS位置的标准化且规范化的方法。因此，为了执行飞行约束和指示，位置信息可以被视为准确且可靠的。
尽管关于由3GPP协议提供的位置服务来描述，本文描述的系统不应解释为限于3GPP协议或蜂窝网络。在其他实施例中，位置服务可以由其他蜂窝和无线网络提供商所提供，所述其他蜂窝和无线网络提供商基于UAS在由网络提供商所操作的网络中的无线通信来给予对UAS的地理位置信息的访问。在一个实施例中，位置服务可以由无线局域网提供。
图1示出根据一个实施例用于使用由无线网络提供的位置服务来管理无人航空器系统（UAS）的空中交通系统100。该空中交通系统100可以用于管理由对应UAS操作员104控制/操作/驾驶的一个或多个UAS 102的飞行。在该整个描述中，UAS 102可以互换地称为无人飞行载具（UAV）或无人机（drone）。空中交通系统100可以分成两个逻辑部分：无人航空器系统（UAS）交通管理（UTM）系统100A和3GPP位置服务（LCS）系统100B。在该配置中，3GPP LCS系统100B向UTM系统100A提供位置服务。3GPP LCS系统100B基于UAS 102在由网络运营商所操作的网络中的无线通信来提供UAS 102的位置信息。例如，3GPP LCS系统100B可以基于UAS 102的无线电信号测量来确定特定UAS 102的位置信息并且基于那些无线电信号测量（例如，基于无线电信号测量的三角测量）来估计UAS 102的位置。因此，与由UAS 102它们自身报告的位置信息相反，3GPP LCS系统100B提供网络确定的UAS 102的位置信息。
在一些实施例中，UAS 102可以是小型或微型UAS，其是小到足以被一般人视为便携式并且典型地在低于较大飞行器的高度操作/巡航的无人飞行器。例如，小型UAS可以是五十五英镑或更轻和/或被设计成低于400英尺操作的任何无人飞行器。尽管本文描述的实施例可以适应于小型UAS，但系统和方法不受限于这些尺寸的飞行器或被设计成在特定高度操作的飞行器。相反，本文描述的方法和系统可以相似地适应于具有或不具有机载飞行员/操作员的任何尺寸或设计的飞行器。例如，在一些实施例中，本文描述的方法和系统可以用于大于五十五英镑的UAS 102和/或被设计成高于400英尺飞行的UAS 102。
UAS 102是不具有机载人类控制员的飞行器。相反，UAS 102可以使用各种程度的自主性来操作/驾驶。例如，UAS 102可以由位于地面的人（例如，UAS操作员104）操作或以别的方式被移除且独立于UAS 102的位置来操作。例如，UAS操作员104可以位于地面并且通过无线电控制接口（例如，命令和控制（C2）接口）起到直接控制UAS 102或UAS 102的群组的每个移动的作用。在该实施例中，UAS操作员104可以经由无线电接口传送命令以为了遵循飞行计划或另一个目标的集合而促使UAS 102调整/移动特定飞行仪器（襟翼、桨叶、马达等）。在其他场景中，UAS操作员104可以向UAS 102提供飞行计划。响应于该飞行计划，UAS 102可以调整/移动特定飞行仪器来满足飞行计划的目标。在这些实施例中，人类操作员可以根据需要或根据指示来监测飞行计划的进展并且介入。在一些实施例中，UAS操作员104可以被看作远程人类管制员、远程数字控制器、机载数字控制器或前述的组合。
飞行计划可以包括路径的一个或多个点（例如，起点、终点，和/或航路点的集合，其中每个由经度和维度坐标来定义）、速度的集合、高度的集合、航向/方向的集合、事件的集合（例如，在规定时间或位置捕捉视频、在某一区域上方悬停达规定间隔等）、时间/终止/持续时间以及限制区/区域的集合。例如，图2A中示出的飞行计划200指示UAS 102从位置A1（对应于经度和维度坐标的第一集合）起飞并且使用路径B行驶到位置A2（对应于经度和维度坐标的第二集合）。路径B可以分成段B1和B2。在该场景中，UAS 102在段B1期间限于300英尺与400英尺之间的高度和100英里/小时的速度，以及在段B2期间限于350英尺与400英尺之间的高度和90英里/小时的速度。上述高度和速度限制仅仅是示例性的并且在其他实施例中可以为UAS 102分配/发布更高的高度和速度限制（例如，高于400英尺的高度限制和高于100英里/小时的速度限制）。
在另一个示例中，如在图2B中示出，飞行计划202可以指示UAS 102从位置A1起飞、行驶到位置A2并且避开限制区204A和204B的集合。在该示例中，UAS 102定向到达目标位置A2而没有进入限制区204A和204B的集合。限制区可以相对于地理位置（由坐标集定义）、高度和/或速度。例如，可以准许UAS 102进入限制区204A但仅仅以规定高度和/或仅仅以规定速度。
在图2C中示出的又一个示例中，飞行计划206可以为UAS 102提供在指定净空区208中飞行的许可（clearance）。净空区208可以是与高度范围（例如，在400-500英尺之间）和/或终止/持续时间（例如，11:40PM终止）相关联的受限区域。在该示例中，UAS 102可以在指定净空区208内的任何地方飞行直到许可终止为止。
尽管关于图提供上文描述的飞行计划，但可以使用任何格式来对飞行计划编码/呈现。例如，飞行计划可以使用基于可扩展标记语言（XML）的格式或可由机器解码和解析的另一个编码或表示来表示且传递给UAS 102。
图3示出根据一个示例实施例的UAS 102的框图。UAS 102的每个元件将在下文通过示例描述，并且要理解，每个UAS 102可以包括比本文示出和描述的那些组件更多或更少的组件。
如在图3中示出，UAS 102可以包括由一个或多个马达控制器304控制的马达302的集合，其控制马达的旋转速度（例如，每分钟转数）。如本文使用的，术语引擎可以与术语马达同义地使用并且将指定将一个形式的能量转换为机械能的某种机器。例如，马达302可以是电动马达，其将电池306中存储的电力转换成机械能。UAS 102可以包括任何数量的马达302，其采用相对于UAS 102的机体和/或预期航向的任何配置来放置。例如，马达302可以被配置使得UAS 102是多旋翼直升机（例如，四轴飞行器）。在其他实施例中，马达302可以被配置使得UAS 102是固定翼飞行器（例如，单引擎或双引擎飞机）。在这些实施例中，马达302结合UAS 102的其他元件起到使UAS 102保持飞行和/或在期望方向上推动UAS 102的作用。在一些实施例中，UAS 102可以不包括用于推动UAS 102前进的马达302。在该实施例中，UAS102可以是滑翔机或比飞行器还轻（例如，气象气球）。
如上文指出的，马达302由一个或多个马达控制器304控制，其管控每个马达302的旋转速度。在一个实施例中，马达控制器304可以结合致动器控制器308和致动器310一起工作，所述致动器控制器308和致动器310控制旋翼、襟翼、前缘缝翼（slats）、翼缝（slots）、旋翼、旋翼桨叶/机翼的俯仰角（pitch）/角度/旋转以及其他飞行控制系统314。马达控制器304和致动器控制器308可以由以通信方式耦合到存储器312B和一个或多个接口312C的一个或多个处理器312A管理/控制。
在一些实施例中，存储器312B可以存储指令，所述指令在由处理器312A执行时经由对马达控制器304和致动器控制器308的设定/参数的调整促使UAS 102在特定方向上（垂直或水平）上移动或维持特定飞行模式（例如，在特定高度悬停）。
UAS 102可以使用一个或多个接口312C与一个或多个其他装置通信。在一个实施例中，UAS 102中的接口312C中的一个可以符合3GPP协议。例如，接口312C可以遵循GSM（包括通用分组无线电服务（GPRS）和增强数据速率GSM演进（EDGE））、UMTS（包括高速分组接入（HSPA））和长期演进（LTE）中的一个或多个。在一些实施例中，UAS 102中的一个或多个接口312C可以允许UAS操作员104和/或UTM系统100A的其他部分控制或提供计划/指令给UAS102。
在一个实施例中，UAS 102可以使用接口312C中的一个或多个在E-UTRAN 118A、UTRAN 118B和/或GERAN 118C中操作。E-UTRAN 118A、UTRAN 118B和/或GERAN 118C可以由网络运营商（例如，蜂窝网络运营商）管理并且UAS 102可以是这些网络118A、118B和118C中的一个或多个的订户。E-UTRAN 118A、UTRAN 118B和/或GERAN 118C可以包括各种网络装置。这些网络装置中的每个在一些实施例中可以是电子装置，其可以以通信方式连接到网络上的其他电子装置（例如，其他网络装置、用户设备装置（诸如UAS 102）、无线电基站等）。在某些实施例中，网络装置可以包括无线电接入特征，其提供对诸如用户设备装置（UE）之类的其他电子装置（例如“无线电接入网络装置”可以指这种网络装置）的无线无线电网络接入。例如，网络装置可以是基站，诸如长期演进（LTE）中的eNodeB、宽带码分多址（WCDMA）中的NodeB或其他类型的基站，以及无线电网络控制器（RNC）、基站控制器（BSC）或其他类型的控制节点。在一些实施例中，如在下文进一步详细描述的那样，UAS 102中的接口312C可以基于E-UTRAN 118A、UTRAN 118B和/或GERAN 118C内的通信来帮助估计UAS 102的地理位置。
尽管关于UAS 102的地理位置来描述，由3GPP LCS系统100B提供的位置信息可以扩展到还包括额外信息块。例如，除地理位置和速度外，由3GPP LCS系统100B提供的位置信息还可以包括如由接入网络E-UTRAN 118A、UTRAN 118B和GERAN 118C估计的UAS 102的方向/航向。在一些实施例中，位置信息可以描述所估计的UAS 102的当前位置、速度和/或航向或UAS 102的预期位置、速度和/或航向。
UAS操作员104可以经由连接134维持与对应UAS 102的连接。连接134可以通过一个或多个接口312C建立并且可以形成无线命令和控制（C2）连接，其允许UAS操作员104通过直接命令和/或通过发布飞行计划来控制UAS 102。在一些实施例中，连接134可以另外允许UAS操作员104从UAS 102接收数据。例如，数据可以包括图像、视频流、遥测数据和系统状态（例如，电池电量/状态）。在一些实施例中，连接134可以是点到点（例如，网格）连接，而在其他实施例中，UAS操作员104与UAS 102之间的连接134可以是分布式网络的一部分。在一个实施例中，连接134与接入网络E-UTRAN 118A、UTRAN 118B和GERAN 118C分离，而在其他实施例中，连接134是接入网络E-UTRAN 118A、UTRAN 118B和GERAN 118C中的一个的部分。
在一个实施例中，UAS操作员104可以维持与UTM系统100A的其他元件的连接。例如，UAS操作员104可以维持与UAS服务供应商（USS）120的连接136。在一些实施例中，连接136可以是点到点连接，而在其他实施例中，连接136可以是分布式网络的一部分。在一个实施例中，连接136与接入网络E-UTRAN 118A、UTRAN 118B和GERAN 118C分离，而在其他实施例中，连接136是接入网络E-UTRAN 118A、UTRAN 118B和GERAN 118C中的一个的一部分。
在一个实施例中，UAS 102可以维持与USS 120的连接。例如，UAS操作员104可以维持与USS 120的连接138。在一些实施例中，连接138可以是点到点连接，而在其他实施例中，连接138可以是分布式网络的一部分。在一个实施例中，连接138与接入网络E-UTRAN 118A、UTRAN 118B和GERAN 118C分离，而在其他实施例中，连接138是接入网络E-UTRAN 118A、UTRAN 118B和GERAN 118C中的一个的一部分。在一个实施例中，连接138可以允许向USS120传输一个或多个数据块，其包括遥测、认证/授权（例如，使用基于订户身份/识别模块（SIM）的身份来检查UAS 102注册和授权）、报告和日志（例如，用以在事故情况下确立责任）以及命令来确保遵从性和安全性（例如，立即着陆）。连接138可以备选地提供对数据中心的接入来对UAS 102提供数据以用于存储（例如，由UAS 102所捕捉的视频流或图像的存储）。
如上文指出的，UAS操作员104与USS 120之间的连接136可以是接入网络E-UTRAN118A、UTRAN 118B和GERAN 118C中的一个的一部分使得UAS操作者104是接入网络118A、118B和118C中的一个的订户。在该实施例中，USS 102可以检索位置信息，基于UAS操作员（例如，UAS操作员104的装置）与接入网络118A、118B和118C之间的通信/接口经由3GPP LCS系统100B所述位置信息描述UAS操作员104的位置。例如，USS 120可以请求3GPP LCS系统100B监测关于UAS操作员104的感兴趣区域或在请求时或在一定间隔提供UAS操作员104的位置信息。UAS操作员104的位置信息可以在各种场景中使用。在一个实施例中，UAS操作员104的位置信息可以用于执行与UAS操作员104的位置相对于UAS 102的位置有关的约束或指示。例如，UAS 102的被授权的飞行计划可以仅当UAS操作员104在离UAS 102预定义距离内时（例如，UAS操作员104和UAS 102在距离彼此300英尺内）才限制UAS 102的操作。在该示例中，USS 120可以从3GPP LCS系统100B获得UAS 102和UAS操作员104两者的位置信息并且在超过该预定义距离时传送通知或采取其他校正动作。在另一个示例中，UAS 102的被授权的飞行计划可以仅当UAS操作员104维持与UAS 102的视线（VLOS）时才限制UAS 102的操作。在该示例中，USS 120可以基于UAS 102和UAS操作员的位置（如由3GPP LCS系统100B提供的）以及UAS操作员104与UAS 102之间的区域的地理特性（例如，山脉或其他障碍物的存在）确定UAS 102对UAS操作员是否可见。在USS 120至少基于从3GPP LCS系统100B接收的UAS102和UAS操作员104的位置信息确定UAS操作员104未能维持与UAS 102的VLOS时，USS 120可以传送通知或采取其他校正动作。
尽管在上文描述为USS 120确定未能满足UAS 102与UAS操作员104之间的距离要求，但在另一个实施例中，3GPP系统100B可以确定UAS 102和UAS操作员104不在定义距离内和/或未能维持VLOS。例如，USS 120可以传送UAS 102和UAS操作员104的标识符连同到UTM100B（例如，GMLC 106）的组件的距离或VLOS要求。在该实施例中，距离可以是相对于UAS102或UAS操作员104周围的区域，并且可以被视为感兴趣区域。例如，当UAS操作员104落在由以UAS 102为中心的区域所定义的感兴趣区域外且具有所提供的距离的直径时，UTM100B可以告知USS 120该事件。
在一个实施例中，连接136允许UAS操作员104将关于当前、过去或未来飞行的数据传送到USS 120或从USS 120接收关于当前、过去或未来飞行的数据。例如，连接136可以允许UAS操作员104向USS 120传达以下中的一个或多个：空域信息、警报和通知、认证/授权（例如，基于SIM身份的使用来检查UAS 102和飞行员/UAS操作员104注册和授权）以及报告和日志（例如，用以在事故情况下确立责任）。
在一些实施例中，UAS操作员104可以经由连接136向USS 120传送提出的飞行计划。在一个实施例中，UTM系统100A可以包括多个USS 120。该USS 120的集合可以备选地称为USS网络。每个USS 120基于从利益相关者和其他信息源的集合接收的信息为安全空域操作给予支持。USS 120可以共享关于它们所支持的操作的信息以提升安全性并且以确保每个USS 120对所有UAS 102操作具有一致视角且从而使UAS 120能够彼此保持远离（clear）。
如上文指出的，USS 120可以从多种利益相关者和信息源接收信息使得USS 120可以确定所提出的飞行计划是否被授权而继续进行。例如，美国联邦航空协会（FAA）可以经由飞行信息管理系统（FIMS）122向USS 120提供指示和约束。FIMS 122向管理人员提供经由USS 120向UAS操作员104和/或UAS 102发布约束和指示的一种方法。这种约束和指示可以基于从美国国家空域系统（NAS）空中交通管理（ATM）系统124和/或其他NAS数据源126接收的信息。在该示例中，ATM系统124可以用于为UAS 102标记某些限制区域（例如，机场和军事基地）或限制在森林火灾区域或通常对UAS 102准许的其他空间上方飞行。除由ATM系统124和其他NAS数据源126提供的空域状态和其他数据外，FIMS 122还可以提供影响数据，其可以描述由UAS 102引起的对公共空域的影响。尽管关于美国监管局所描述的，但本文描述的系统和方法可以相似地使用监管任何管辖范围/领土/空域的任何监管局/机构而适用。
除从FIMS 122接收的约束和指示外，USS 120可以从补充数据服务提供商128接收数据。这些补充数据服务提供商128可以提供由USS 120在规划和授权飞行计划时使用的各种数据块，包括地形、天气、监视（surveillance）和性能信息。补充数据服务提供商128可以在彼此当中通信来确保信息的一致性和准确性。在一些实施例中，补充数据服务提供商128可以提供经由USS 120被呈现/被传送给UAS操作员104的数据以用于规划飞行计划/任务。
在一些实施例中，USS 120可以从公共安全性源130接收约束。当这种飞行可能负面影响公共安全性时，该信息可以限制区域上方的UAS 102任务。例如，UAS 102任务可以在当前有大量的人在举办活动的区域上方受到限制。在一些实施例中，公共安全性源130可以提供经由USS 120被呈现/被传送给UAS操作员104的数据以用于规划飞行计划/任务。USS120还可以使UAS 102飞行/操作信息对公众132可用。
如上文指出的，USS 120可以鉴于从各种利益相关者/源接收的指示、约束和信息来确定所提出的飞行计划是否被授权。在推断所提出的飞行计划被授权或未被授权而继续进行之后，USS 120可以向UAS操作员104传送响应。响应于接收授权的飞行计划，UAS操作员104可以开始控制UAS 102来实行（effectuate）被授权的飞行计划或UAS操作员104可以向UAS 102传送被授权的飞行计划或传送描述被授权的飞行计划的目标的一些指令集。基于来自UAS操作员104的输入，处理器312A连同存储在存储器312B中的指令一起可以控制马达控制器304和/或致动器310来实现飞行计划的目标。
为了确保UAS 102没有偏离被授权的飞行计划，USS 120可以使用地理位置信息（例如，UAS 102的当前位置）。在一个实施例中，该位置信息可以经由LCS客户端108由UTM系统100A从3GPP LCS系统100B接收/访问。3GPP LCS系统100B可以代表由各种组织标准化的服务。例如，3GPP LCS系统100B可以在全球移动通信系统（GSM）和通用移动电信服务（UMTS）下被涵盖。如本文描述的，3GPP LCS系统100B规定网络元件/实体、所有元件/实体的功能性、用于元件/实体内/间通信的接口以及用于在网络中实现定位功能性的消息。3GPP LCS系统100B可以包括对位置信息的访问，诸如UAS 102的经度和维度坐标、高度、速度和方向/航向。在一个实施例中，位置信息可以在规定间隔（例如，每分钟）、在请求时或响应于事件（例如，UAS 102进入规定的区域）而提供。
如示出的，3GPP LCS系统100B可以包括网关移动位置中心（GMLC）106，其包含支持位置服务所需要的功能性。针对UTM系统100A，GMLC 106可以充当3GPP LCS系统100B的网关。如此，GMLC 106一般是在尝试从3GPP LCS系统100B获得位置信息时UTM系统100A的外部LCS客户端108的第一节点。如示出的，UTM系统100A内的LCS客户端108可以经由Le接口接入GMLC 106/与GMLC 106通信。在一些实施例中，Le接口可以需要扩展来提供额外信息（例如，提供三维地理围栏区的高度信息）。GMLC 106可以是网络/网络运营商特定的并且每个网络可以包括一个或多个GMLC 106。
在一个实施例中，GMLC 106可以以通信方式耦合到各种支持装置，包括归属订户服务器（110）、隐私简档寄存器（Privacy Profile Register）（PPR）112和假名调节装置（Pseudonym Mediation Device）（PMD）114。例如，GMLC 106可以经由Lh或SLh接口请求来自HSS的信息。HSS 110可以包含或具有对支持网络接入的主用户数据库的接入。例如，HSS110可以包含或具有对订阅相关的信息（订户简档）的访问以用于执行用户的认证和授权（例如，与UAS 102的接口312C相关联的账户的认证）。在一些实施例中，HSS 110可以提供关于订户的位置的信息和互联网协议（IP）信息。在一些实施例中，HSS 110可以相似地起到GSM归属位置寄存器（HLR）和/或认证中心（AuC）的作用。
在一些实施例中，UTM系统100A可以请求和接收与UAS 102相关联的网络订阅信息（subscription information）。特别地，因为3GPP LCS系统100B是网络运营商特定的，UTM系统100A必须知道哪个网络运营商以及什么账户与UAS 102相关联。在接收与UAS 102相关联的网络订阅信息时，LCS客户端108可以将该信息传递到可适用的GMLC 106（例如，与在所接收的订阅信息中指定的网络运营商相关联的GMLC 106）。接收该信息的GMLC 106可以结合HSS 110和/或3GPP LCS系统100B中的另一个支持服务一起工作来访问与可适用UAS 102相关联的位置信息。
在一些实施例中，GMLC 106可以利用PPR 112以经由Lpp接口执行隐私检查。在一些实施例中，HSS 110可以对GMLC 106提供有地址来访问PPR 112。尽管作为独立示出的，但在一些实施例中，PPR 112可以集成在GMLC 106内。
在一些实施例中，GMLC 106可以利用PMD 114以经由Lid接口转译具有真名（verinym）/真实身份（例如，国际移动订户身份或移动站集成服务数据网络）的目标UAS102的假名（pseudonym）。PMD 114可以与GMLC 106和PPR 112分离或集成在两者中的任一个内。
GMLC 106可以向与独立无线网络118相关联的各种控制器116发送定位/位置请求。响应于这些请求，控制器116协调且向GMLC 106提交对应UAS 102的最终位置估计。在一些实施例中，GMLC 106可以经由Lg（基于移动应用部分的）或Lgd（基于直径的）接口与2G服务通用分组无线电服务（GPRS）支持节点（SGSN）116A通信或经由Lg接口与针对GSM EDGE无线电接入网络（GERAN）118C的2G移动服务交换中心（MSC）116B通信。在该实施例中，2G-SGSN116A可以经由Gb接口与GERAN 118C通信并且2G-MSC 116B可以经由A接口与GERAN 118C通信。2G-SGSN 116A和2G-MSC 116B可以为GERAN 118C管理收费/计费、位置请求管理、位置服务的授权和位置服务的通用操作。
在一些实施例中，GMLC 106可以经由Lg或Lgd接口与3G-SGSN 116C通信或经由Lg接口与用于通用地面无线电接入网络（UTRAN）118B的MSC服务器116D通信。在该实施例中，3G-SGSN 116C和MSC服务器116D可以经由lu接口与UTRAN 118B通信。3G-SGSN 116C和MSC服务器116D可以为UTRAN 118B管理收费/计费、位置请求管理、位置服务的授权和位置服务的通用操作。
在一些实施例中，GMLC 106可以经由SLg接口与演进通用移动电信系统（UMTS）地面无线电接入网络（E-UTRAN）118A的移动性管理实体（MME）116E通信。在该实施例中，MME116E可以经由S1接口与E-UTRAN 118A通信。MME 116E可以为E-UTRAN 118A管理收费/计费、位置请求管理、LSC服务的授权和用于E-UTRAN 118A的位置服务的通用操作。
如上文指出的，接入网络E-UTRAN 118A、UTRAN 118B和GERAN 118C可以估计UAS102的位置并且使得该位置信息对其他系统（例如，UTM系统100A）可用。特别地，促进用户设备（例如，UAS 102）的位置的确定的接入网络E-UTRAN 118A、UTRAN 118B和GERAN 118C在连接到核心网络（例如，控制器116和/或GMLC 106）时能够与核心网络交换位置信息。位置信息也可以在位于相同或不同的公共陆地移动网络（PLMN）的GMLC 106之间经由规定的GMLC到GMLC接口来通信。
通过利用无线电信号，提供确定用户设备（UE）或移动站（UE）（例如，UAS 102）的（地理）位置的能力。位置信息可以由与UE相关联的客户端（应用）请求且报告给该客户端（应用），或由核心网络内或附连到核心网络的客户端请求且报告给该客户端。位置信息请求可以要求UE的速度作为位置信息的部分。位置信息可以使用地理坐标连同UE位置的当日时间（time-of-day）和估计的误差（不确定性）来报告。
如上文指出的，UTM系统100A可以包括LCS客户端108。LCS客户端108可以桥接（bridge）UTM系统100A和3GPP LCS系统100B以允许空中交通系统100基于由3GPP LCS系统100B提供的位置信息来管理UAS 102的飞行。特别地，UTM系统100A可以确保UAS 102遵循指示、约束、经批准的飞行计划、经批准的偏离以及基于经由LCS客户端108和GMLC 106实时提供的位置的其他规则和规范。采用该方式，USS 120和/或FIMS 122可以卸下（offload）追踪所有UAS 102的位置的一些复杂性。此外，UAS 102的位置信息可以被信任并且被视为准确的，因为它是由可信且可靠的实体（例如，网络运营商）报告的。
在一些实施例中，空中交通系统100的部分中的一个或多个部分可以通过虚拟化来实现。例如，云端执行环境（例如，一个或多个虚拟机或容器）可以由GMLC 106用于管理来自LCS客户端108的请求。
现在转向图4，将描述根据一个实施例用于管理UAS 102的飞行的方法400。该方法400可以在操作402处在接收用于UAS 102的感兴趣区域的指示或表示的情况下而开始。用于UAS 102的感兴趣区域可以部分通过提出的飞行计划和/或通过通知/监测区域（例如，禁飞区和/或只准许飞行区）来表示，该通知/监测区域可以通过例如坐标或地图来指示。
通知/监测区域限定了某一区域，其中当UAS 102进入UAS 102不被准许的区域（诸如禁飞区）或在UAS 102离开仅准许UAS 102的区域（诸如只准许飞行区）时的其他情况下发送通知。建立通知/监测区域的示例性方法将关于图5A和5B的示例性实施例而被描述。
提出的飞行计划可以包括一个或多个路径（例如，起点、终点和/或由经度和维度坐标定义的航路点的集合）、速度的集合、高度的集合、航向/方向、事件的集合（例如，在规定时间或位置捕捉视频、在一定区域上方悬停达规定间隔等）、时间/持续时间、准许区/区域（例如，仅飞行区）的集合以及限制区/区域（例如，禁飞区）的集合。提出的飞行计划可以经由任何技术从UAS操作员104传送给USS 120，所述任何技术在一个实施例中包括通过门户网站提交。根据飞行计划建立飞行计划并且监测UAS 102的示例性方法将关于图6A和6B的示例性实施例描述。
在一些实施例中，与UAS 102和网络（其中UAS 102是订户）相关联的订户信息可以在操作404处被接收。网络可以由网络运营商操作并且可以是无线局域网或蜂窝网络（例如，第三代合作伙伴计划（3GPP）网络，其包括接入网络E-UTRAN 118A、UTRAN 118B和GERAN118C中的一个或多个，这些接入网络向GMLC 106提供位置信息）或向UAS 102提供通信服务连同用于UAS 102的位置服务的任何其他网络。在操作406处，与3GPP LCS系统100B的连接可以基于订户信息而建立。连接可以被后面利用于在USS 120和/或LCS客户端108与GMLC106之间传递信息/请求。
在操作408，可以传送请求来监测UAS 102的位置。该请求可以被发送给位置服务系统（例如，3GPP LCS系统100B），其基于UAS 102在由网络运营商所操作的网络中的无线通信来提供UAS 102的位置信息。在一些实施例中，监测UAS 102的位置的请求指示感兴趣区域并且可以通过在操作406建立的连接来传送。在感兴趣区域部分地通过提出的飞行计划表示的实施例中，监测UAS 102的位置的请求可以响应于成功验证提出的飞行计划符合指示和约束的集合而传送。
在操作410，由于位置服务系统在感兴趣区域中检测到UAS 102，可以从该位置服务系统接收指示UAS 102的当前位置的消息。感兴趣区域可以是UAS 102不被准许的区域或UAS 102被授权飞行的飞行路径外的区域。在一些实施例中，感兴趣区域可以是其中UAS102被授权飞行的飞行路径。在这些实施例中，可以响应于位置服务系统检测到UAS 102在感兴趣区域外部或离开感兴趣区域而在操作410传送消息。在一些实施例中，消息包括UAS102的标识符以及描述感兴趣区域的信息并且可以源于GMLC 106。
如上文指出的，位置服务系统基于UAS 102在与位置服务系统相关联的无线网络中的通信来确定UAS 102的位置。例如，3GPP LCS系统100B可以提供对于UAS的位置服务并且UAS 102可以在接入网络E-UTRAN 118A、UTRAN 118B和GERAN 118C中的一个或多个中通信。基于这些通信（例如，数据和/或控制传输），GMLC 106连同其他核心网络组件一起可以确定UAS 102的当前位置并且经由在操作410处的消息向UTM系统100A提供该当前位置。因此，UAS 102的位置基于UAS 102在无线网络中的通信来确定，但UAS 102没有估计/确定位置。
如上文描述的，UTM 系统100A可以基于由3GPP LCS系统100B提供的信息来追踪UAS 102的位置。这样，不需要UAS 102向UTM系统100A提供位置信息并且UTM系统100A可以将确定UAS 102的位置的复杂性和努力卸下给3GPP LCS系统100B。因为3GPP LCS系统100B在涉及UAS 102的蜂窝通信的过程期间确定UAS 102的位置，3GPP LCS系统100B配备成高效地向UTM系统100A提供对UTM系统100A的感兴趣区域的位置信息。
响应于接收消息，操作412可以促使执行一个或多个补救动作。在一个实施例中，USS 120可以向对应于被确定为违背指示、约束、飞行计划或任何其他规则/要求的UAS 102的UAS操作员104传送警告。该警告可以发布给与UAS 102的UAS操作员104相关联的电子装置（例如，与UAS操作员104和/或UAS 102相关联的计算装置上的电子邮件或文本消息）。警告可以识别违规UAS 102、违背以及可能或需要的补救步骤。另外或在另一个实施例中，USS120可以向UAS 102传送命令以促使UAS 102采取补救步骤。例如，USS 120可以发送命令以促使UAS 102立即着陆在规定的着陆区、改变高度或航行到准许区域。上文描述的命令可以促使UAS 102采取动作来校正违背，而无需与UAS操作员104或来自UAS操作员104的交互。
现在转向图5A，将描述根据实施例用于为空域设置通知/监测区域的方法500。该方法500可以连同图5B中示出的示例交换一起来查看。当FIMS 122在操作502生成约束/指示的集合时，方法500开始。在一个实施例中，如在图5B中示出的，这些指示/约束可以包括其中UAS 102可能不飞行的禁飞区的集合。例如，禁飞区可以对应于其中UAS从未被准许飞行的限定区域（例如，军事基地上或邻近军事基地的区域）或其中UAS临时不被准许飞行的区域（例如，森林火灾上或邻近森林火灾的区域）。尽管在图5A和5B中关于从FIMS 122接收的指示/约束来描述和示出，在其他实施例中，方法500可以相似地利用来自其他源（例如，补充数据服务提供商128）的设置通知/监测区域的信息工作。
指示/约束可以在操作504被传达给USS 120作为限定区域/周围、限制高度和/或指示/约束有效的时期/持续时间的经度和维度坐标集。在一些实施例中，指示/约束可以与UAS 102的特定集合（例如，所有UAS 102可不在特定区域飞行的子集）相关联。在这些实施例中，指示/约束可以与UAS标识符相关联或包括UAS标识符。在一些实施例中，指示/约束可以被传送到UTM系统100A中的所有USS 120或指示/约束可以被传送到一个或多个USS 120并且USS 120之后可以与其他USS 120共享该信息。
在接收时，USS 120可以在操作506生成设置通知区域用以监测的请求（监测感兴趣区域的请求）并且将其传送到LCS客户端108。在其中UTM系统100A包括多个LCS客户端108（例如，与独立网络运营商和/或UAS 102相关联的独立LCS客户端108）的实施例中，USS 120可以向所有LCS客户端108或单个LCS客户端108传送。在一些实施例中，LCS客户端108可以将请求转译成GMLC 106可接受/可读的格式。在一个实施例中，请求可以包括UAS 102标识符的集合以及3GPP LCS系统100B要监测的感兴趣区域。
在接收设置通知区域的请求后，LCS客户端108可以在操作508向一个或多个GMLC106传送设置通知区域的请求。GMLC 106可以在操作510基于该请求设置和监测通知区域。在一个实施例中，LCS客户端108可以将从USS 120接收的相同请求传送到一个或多个GMLC106。在其他实施例中，LCS客户端108可以将从USS 120接收的请求转译成将被接收信息的特定GMLC 106理解的信息。在一些实施例中，LCS客户端108可以记录设置通知区域的请求以用于未来参考。特别地，在后来从GMLC 106接收位置信息时，LCS客户端108可以参考该日志来确定用以转发位置信息的合适的USS 120。在一个实施例中，传送给GMLC 106的请求可以包括UAS 102标识符的集合以及3GPP LCS系统100B要监测的感兴趣区域。
在一个实施例中，设置通知区域的约束/指示和/或请求可以包括关于报告时间的信息。例如，设置通知区域的请求可以请求在规定间隔、仅在请求时或在发生事件时（推迟的位置请求）提供该信息。例如，在UAS 102（例如，在设置通知区域的请求中所识别的UAS102）进入通知区域时，GMLC 106可以经由LCS客户端108向USS 120发送通知。采用该方式，该推迟的位置请求允许GMLC 106通过使用推迟位置请求来提供地理围栏和执行。
如上文描述的，GMLC 106可以与涵盖规定区域的特定网络运营商相关联并且UAS102中的每个可以订阅网络运营商所提供的无线服务。因此，LCS客户端108可以仅向在受指示/约束影响的区域中操作或与设置通知区域的请求所寻址的UAS 102相关联的区域中所操作的那些GMLC 106传送信息。在一些实施例中，在利用位置服务之前，UTM系统100A可以接收与UAS 102相关联的订阅信息。例如，当UAS 102和/或UAS操作员104在向UTM系统100A登记飞行计划时，UAS 102和/或UAS操作员104可以提供订阅信息连同该飞行计划，使得LCS客户端108可以与合适的GMLC 106建立连接。在一些实施例中，建立到正确的GMLC 106的连接是UAS 102与UTM系统100A之间的引导或验证过程的一部分。基于该建立的连接，LCS客户端108可以向位于3GPP LCS系统100B中的合适的GMLC 106传输通知请求并且之后从GMLC106向USS 120传输位置信息。
在一些实施例中，每个GMLC 106可以监测若干通知区域。如在下文进一步详细描述的那样，在基于从控制器116中的一个接收的位置信息而检测到UAS 102进入或离开正被GMLC 106监测的通知区域中的一个时，GMLC 106通知LCS客户端108该事件的发生。LCS客户端108之后可以通知USS 120该事件，使得UTM系统100A可以采取动作来执行对应的指示/约束。采用该方式，LCS客户端108将3GPP LCS系统100B提供的位置服务与UTM系统100A提供的实施过程桥接起来。
尽管主要关于禁飞区来描述，但在一些实施例中，方法500可以相似地用于指示准许UAS 102飞行（例如，仅飞行区）的空中高速公路和高度。例如，方法500可以相似地起到监测UAS 102并且确定UAS 102何时离开通知区域的作用，因为该通知区域是只准许UAS 102飞行的区域。在检测到UAS 102已离开该通知区域时，UTM系统100A可以采取动作来执行对应的指示/约束。
现在转向图6A，将描述根据实施例用于对UAS 102授权飞行计划的方法600。方法600可以连同根据图6B中示出的实施例的示例交换一起来查看。方法600可以在操作602以从UAS操作员104向USS 120传输飞行计划而开始。提出的飞行计划可以包括路径的一个或多个点（例如，起点、终点和/或航路点的集合，其中每个由经度和维度坐标定义）、速度的集合、高度的集合、航向/方向、事件的集合（例如，在规定时间或位置捕捉视频、在一定区域上方悬停达规定间隔等）、时间/持续时间、准许区/区域（例如，仅飞行区）的集合以及限制区/区域（例如，禁飞区）的集合。提出的飞行计划可以经由任何技术从UAS操作员104传送给USS120，该任何技术包括通过门户网站提交。如上文指出的，在一个实施例中，UAS 102和/或UAS操作员104可以向USS 120提供网络订阅信息连同提出的飞行计划。订阅信息可以包括操作员标识符、UAS 102标识符和/或UAS 102的证书。订阅信息允许UTM系统100A接入与UAS102是订户所针对的网络的网络运营商相关联的由GMLC 106所提供的位置服务。
在接收提出的飞行计划后，USS 120可以在操作604试图验证提出的飞行计划没有违背任何约束/指示。在一个实施例中，USS 120可以向FIMS 122传送飞行计划来获得如下确认：提出的飞行计划没有违背任何指示/约束或USS 120可以基于从FIMS 122和其他源（例如，补充数据服务提供商128）接收的指示/约束直接处理计划。在操作606确定提出的飞行计划已被拒绝时，USS 120可以在操作608向UAS操作员104传送拒绝。在一些实施例中，拒绝可以指示拒绝的原因（例如，提出的飞行计划违背FIMS 122发布的禁飞区指示/约束或存在调度冲突）。在其他实施例中，提出的飞行计划可以被USS 120调整使得它满足验证准则。
在操作606确定提出的飞行计划已被成功批准/授权时，USS 120可以在操作610向LCS客户端108传送监测/执行飞行计划的请求。监测/执行的请求可以包括将被监测的UAS102的标识符和授权飞行计划（例如，监测的区域）中的一个或多个。LCS客户端108之后可以在操作612向与UAS 102相关联的GMLC 106传送监测/执行飞行计划的请求。如之前指出的，UAS 102可以经由网络而与特定网络运营商相关联。因此，监测/执行飞行计划的请求被发送给与UAS 102是订户所针对的网络的网络运营商相关联的GMLC 106。在一些实施例中，USS 120可以接收与UAS 102相关联的网络订阅信息。在该实施例中，USS 120可以向LCS客户端108提供该信息，使得LCS客户端108可以与合适的GMLC 106/网络运营商建立连接，使得LCS客户端108之后可以通过该建立的连接传送监测/执行飞行计划的请求。
在接收对UAS 102监测/执行飞行计划的请求之后，接收请求的GMLC 106可以在操作614开始监测UAS 102。通过监测UAS，GMLC 106可以确保UAS 102根据授权飞行计划操作并且UAS 102没有违背UTM系统100A发布的任何额外指示/约束（例如，根据图5A和图5B中提供的示例发布的约束/指示）。
在开始监测UAS 102之后，GMLC 106可以在操作616提供对UAS操作员104的授权以继续进行飞行计划。该授权可以经由LCS客户端108和USS 120从GMLC 106传送给UAS 102。在授权而继续进行后，UAS操作员104可以根据授权的飞行计划开始让UAS 102飞行。如上文论述的，这可以牵涉UAS操作员104直接控制UAS 102或可以使用各种级别的自主性。
在一些实施例中，对飞行计划的更新可以由FIMS 122和/或USS 120发布。这些更新可以通过改变空域条件而引起并且可以转发布给UAS操作员104且对应的更新可以经由LCS客户端108而做出来监测GMLC 106所执行的计划/调度。
现在转向图7A，将论述根据实施例用于执行约束/指示的方法700。该方法700可以连同根据图7B中示出的实施例的示例交换一起来查看。方法700可以在操作702以GMLC 106监测UAS 102和/或感兴趣区域而开始。在一个实施例中，监测UAS 102和/或感兴趣区域可以响应于监测请求而开始，例如关于图5A、5B、6A和6B描述的请求。尽管关于单个UAS 102描述，但在一些实施例中，GMLC 106可以同时监测UAS 102中的若干个。监测UAS 102可以包括接收关于空域中UAS 102的位置的周期性更新。例如，因为UAS 102与3GPP LCS系统100B相关联的各种网络元件通信，GMLC 106可以经由接入网络E-UTRAN 118A、UTRAN 118B和GERAN118C接收或另外确定UAS 102的位置信息。例如，在经由UAS 102的接口312C传送数据或信令信息的过程期间，3GPP LCS系统100B可以利用传输的对应信号的特性来确定UAS 102的估计位置。例如，利用UAS 102的传输功率和接收信号强度指示符（RSSI）和/或对应于接收包的信噪比（SNR）的知识，接入网络E-UTRAN 118A、UTRAN 118B和GERAN 118C可以确定网络部件与UAS 102之间的合适的距离。基于经由位置服务信息的网络部件的已知位置，可以确定UAS 102的位置。
在操作704，GMLC 106可以通知LCS客户端108位置信息。位置信息可以描述被UAS102占据的空域中的位置/点和/或UAS 102的运动信息。例如，位置信息可以包括描述点的经度和维度坐标、定义UAS 102的区域、高度、速度和方向/航向的经度和维度坐标。在一些实施例中，位置信息可以包括UAS 102的标识符使得UTM系统100A知道位置信息对应于哪个UAS 102。该标识符可以与UAS 102的订阅信息有关或与订阅信息截然不同。位置信息可以在规定间隔（例如，每二十秒）、在发生事件（例如，位置信息指示UAS 102已进入限制的感兴趣区域或已离开准许的感兴趣区域）时或基于源于LCS客户端108或源于UTM系统100A的另一个部件的请求而被传送并且通过LCS客户端108来路由。
在接收位置信息时，LCS客户端108可以在操作706通知USS 120位置信息。由LCS客户端108通知可以包括将位置信息或位置信息的修改版本转发到USS 120。在一个实施例中，LCS客户端108可以转译位置信息使得信息将被USS 120理解。该转译可以包括使位置信息移入不同的容器格式、更改/替换UAS 102的标识符或任何其他调整使得位置信息可以被USS 120理解。
在操作708，UTM系统100A可以验证位置信息没有违背任何指示、约束、飞行计划或任何其他规则/要求。在一个实施例中，FIMS 122可以执行上文描述的如在图7B中示出的验证。在该实施例中，USS 120可以通知FIMS 122位置信息。通知FIMS 122可以包括将位置信息或位置信息的修改版本转发到FIMS 122。在一个实施例中，USS 120可以转译位置信息使得信息将被FIMS 122理解。该转译可以包括使位置信息移入不同的容器格式、更改/替换UAS 102的标识符或任何其他调整使得位置信息可以被FIMS 122理解。
在一些实施例中，USS 120除FIMS 122外或鉴于FIMS 122还可以执行验证。USS120执行的验证允许USS 120考虑指示、约束或除FIMS 122以外的其他源（例如，补充数据服务提供商128）所提供的任何其他规则/要求。
当操作710确定UAS 102的位置（如由位置信息指示的）被授权（例如，没有违背任何指示、约束、飞行计划或任何其他规则/要求）时，方法700可以返回操作702以继续监测UAS 102。相反，当操作710确定UAS 102的位置未被授权（例如，违背指示、约束、飞行计划或任何其他规则/要求）时，操作712可以促使UTM系统100A采取动作来执行被违背的指示、约束、飞行计划或任何其他规则/要求。
实施可以使用各种技术执行。在一个实施例中，USS 120可以向对应于被确定为违背指示、约束、飞行计划或任何其他规则/要求的UAS 102的UAS操作员104传送警告。该警告可以发布给与UAS操作员104相关联的电子装置（例如，与UAS操作员104和/或UAS 102相关联的计算装置上的电子邮件或文本消息）。警告可以识别违规UAS 102、违背以及可能或需要的补救步骤。另外或在另一个实施例中，USS 120可以在操作712向UAS 102传送命令以促使UAS 102采取补救步骤。例如，USS 120可以向UAS 102发送命令以促使UAS 102在规定的着陆区立即着落、改变高度或航行到准许区域。如在图7B中示出的，USS 120可以向UAS 102和UAS操作员104都发送命令来采取补救步骤。然而，在其他实施例中，USS 120可以仅向UAS102和UAS操作员104中的一个发送命令来采取补救步骤。上文描述的命令可以促使UAS 102采取动作来校正违背而没有与UAS操作员104交互或没有从UAS操作员104的交互。
尽管在本文描述为在位置信息指示UAS 102违背约束、指示或飞行计划时采取补救动作，但在一些实施例中，UTM系统100A可以在3GPP LCS系统100B的帮助下采取校正动作来校正其他故障。例如，在检测到UAS操作员104与UAS 102之间的连接134（例如，命令和控制（C2）连接）不再活动（例如，UAS 102超出UAS操作员104的范围）时，UTM系统100A可以经由3GPP LCS系统100B确定UAS 102的位置并且采取补救动作。在该场景中，补救动作可以是以下中的一个或多个：（1）UTM系统100A使用与连接134分离的连接并且基于所确定的UAS 102的位置来使UAS 102航行回家或到另一个安全着陆位置；（2）UTM系统100A向UAS操作员104传送消息来将UAS 102的发布和位置告知UAS操作员104；以及（3）向靠近处于困境中的UAS102的当前位置的所有UAS 102发送警告消息，其可以促使其他UAS 102移出该区域以避免碰撞。因此，如上文描述的，UTM系统100A利用3GPP LCS系统100B提供的位置服务从而不仅减轻UAS 102违背指示/约束，而且还减轻与UAS 102的操作有关的其他问题。
如本文描述的，UTM系统100A可以利用3GPP LCS系统100B提供的位置信息。这使UTM系统100A能够实时执行UAS 102位置而不依赖来自UAS操作员104或USS 120的坐标报告。这样，USS 120或FIMS 122不必提供资源来追踪所有UAS 102并且对每个UAS 102报告的位置可以被信任，因为它是由标准化、规范化且可靠的实体（例如，网络运营商）报告的。因此，本文描述的机构提供一种网络运营商可以提供给UTM系统100A且可以根据提供它所需要的资源来估价的新的增值服务。此外，因为LCS客户端108可以用于询问关于UAS 102的位置，这允许UTM系统100A提供新的服务。例如，尽管描述主要集中在飞行计划的执行上，但位置服务可以关于向某些地理区域中的多个UAS 102提供通知而被利用。这可以用于向附近的UAS 102提供警告或其他信息。
空中交通系统100的每个元件可以由计算/联网装置的集合组成或另外由其实现。例如，图8图示根据一个实施例的计算/联网装置800。如示出的，该计算/联网装置800可以包括通信耦合到存储器804和接口806的处理器802。该处理器802可以是微处理器、控制器、微控制器、中央处理单元、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列、任何其他类型的电子电路或前述中的一个或多个的任何组合。处理器802可以包括一个或多个处理器核。在特定实施例中，本文描述为由空中交通系统100的部件提供的功能性中的一些或全部可以由执行软件指令的一个或多个计算/联网装置800的一个或多个处理器802单独或结合其他计算/联网装置800部件（诸如存储器804）实现。
存储器804可以使用非暂态性机器可读（例如，计算机可读）介质（诸如非暂态性计算机可读存储介质（例如，磁盘、光盘、固态驱动器、只读存储器（ROM）、闪速存储器装置、相变存储器）和机器可读传输介质（例如，电、光、无线电、声或其他形式的传播信号——诸如载波、红外信号）来存储代码（其由软件指令组成并且有时称为计算机程序代码或计算机程序）和/或数据。例如，存储器804可以包括非易失性存储器，其包含要被处理器802执行的代码。在存储器804是非易失性的情况下，其中存储的代码和/或数据可以存留，即使在计算/联网装置800关断时（在移除电力时）也如此。在一些实例中，当计算/联网装置800接通时，代码的要被（一个或多个）处理器802执行的那部分可以从非易失性存储器复制到计算/联网装置800的易失性存储器（例如，动态随机存取存储器（DRAM）、静态随机存取存储器（SRAM））内。
接口806可以在到或从计算/联网装置800的信令和/或数据的有线和/或无线通信中使用。例如，接口806可以执行任何格式化、编码或转译以允许计算/联网装置800发送和接收数据，而无论是通过有线还是/或无线连接。在一些实施例中，接口806可以包括能够通过无线连接从网络中的其他装置接收数据和/或经由无线连接将数据发出到其他装置的无线电电路。该无线电电路可以包括适合于射频通信的（一个或多个）传送器、（一个或多个）接收器和/或（一个或多个）收发器。无线电电路可以将数字数据转换成具有合适参数（例如，频率、时间、信道、带宽等）的无线电信号。无线电信号然后可以经由天线808被传送到合适的（一个或多个）接收者。在一些实施例中，接口806可以包括（一个或多个）网络接口控制器（NIC），也称为网络接口卡、网络适配器、局域网（LAN）适配器或物理网络接口。（一个或多个）NIC可以促进将计算/联网装置800连接到其他装置，从而允许它们经由线通过插入线缆而通信至连接到NIC的物理端口。在特定实施例中，处理器802可以代表接口806的部分，并且描述为由接口806提供的功能性中的一些或全部可以部分或全部由处理器802提供。
尽管图中的流程图示出由本发明的某些实施例执行的所操作的特定顺序，但应理解这种顺序是示例性的（例如，备选实施例可按不同顺序执行操作、使某些操作组合、与某些操作重叠等）。
另外，尽管本发明已经在若干实施例方面被描述了，但本领域内技术人员将认识到本发明不限于描述的实施例，可以在随附权利要求的精神和范围内利用修改和更改地实践。本描述从而视为说明性而非限制性的。

Claims (11)

1.一种用于管理无人飞行载具UAV（102）的方法（400），包括：
向由第一网络运营商提供的第一位置服务系统传送（408）监测所述UAV的位置的第一请求，所述第一位置服务系统基于由所述第一网络运营商所操作的第一网络中所述UAV的无线通信来提供所述UAV的位置信息，其中监测所述UAV的所述位置的所述第一请求指示感兴趣区域；
由于所述第一位置服务系统在所述感兴趣区域中检测到所述UAV，从所述第一位置服务系统接收（410）指示所述UAV的当前位置的第一消息；
向由第二网络运营商提供的第二位置服务系统传送监测所述UAV的UAV操作员的位置的第二请求，所述第二位置服务系统基于由所述第二网络运营商所操作的第二网络中所述UAV操作员的无线通信来提供所述UAV操作员的位置信息；
从所述第二位置服务系统接收指示所述UAV操作员的当前位置的第二消息；以及
在基于指示所述UAV的所述当前位置的所述第一消息、指示所述UAV操作员的所述当前位置的所述第二消息和所述UAV与所述UAV操作员之间的区域的地理特性确定所述UAV操作员未能维持与所述UAV的视线时促使（412）执行一个或多个补救动作。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一消息包括所述UAV的标识符以及描述所述感兴趣区域的信息。
3.如权利要求1和2中的任一项所述的方法，进一步包括：
其中在传送监测所述感兴趣区域的所述第一请求之前，接收（402）所述感兴趣区域的指示，其中所述感兴趣区域是其中所述UAV未被准许的区域和其中所述UAV被授权飞行的飞行计划中的一个。
4.如权利要求3所述的方法，进一步包括：
验证所述飞行计划符合监管局发布的指示和约束的集合。
5.如权利要求4所述的方法，其中传送监测所述UAV的所述位置的所述第一请求响应于成功验证所述飞行计划符合指示和约束的所述集合而执行。
6.如权利要求1和2中的任一项所述的方法，进一步包括：
接收（404）与所述UAV和所述第一网络相关联的订户信息；以及
基于所述订户信息与所述第一位置服务系统建立（406）连接，
其中监测所述UAV的所述位置的所述第一请求和所述第一消息通过所述连接来传送。
7.如权利要求1和2中的任一项所述的方法，其中所述第一网络是蜂窝网络和无线局域网中的一个。
8.如权利要求1和2中的任一项所述的方法，其中所述第一网络是第三代合作伙伴计划3GPP网络（100B）并且所述第一消息源于所述3GPP网络的网关移动位置中心（GMLC）（106）。
9.如权利要求1和2中的任一项所述的方法，其中所述一个或多个补救动作包括传送使所述UAV着陆的第二请求和传送修改所述UAV的所述当前位置的第三请求。
10.一种存储指令的非暂态性计算机可读存储介质（804），所述指令在由计算装置（800）的一个或多个处理器（802）的集合执行时促使所述计算装置执行如权利要求1-9中的任一项中所述的操作。
11.一种用于管理无人飞行载具（UAV）（102）的网络装置（800），包括：
处理器（802）；
耦合到所述处理器的存储器（804），其中所述存储器包括一个或多个指令，所述一个或多个指令在由所述处理器执行时促使所述网络装置执行如权利要求1-9中的任一项中所述的操作。
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