CN113096447A - 空域授权协调运行方法 - Google Patents

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宋炜
王洋
顾佳欢
季建豪
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Abstract

本发明公开了一种空域授权协调运行方法，运行在无人机云系统上，包含以下步骤：对提交激活请求的无人机用户和无人机进行身份验证及鉴权；接收激活成功的无人机用户提交的飞行计划，对飞行计划进行初审，将初审合格的飞行计划发送给数据监管平台进行终审；对空域中无人机运行数据进行实时监测；当发现无人机在线但是没有相应有效飞行计划，或无人机飞出飞行计划申报时的飞行空域，则发出飞出计划空域告警，当发现无人机飞入电子围栏，则发出侵入管控区告警。本发明为国家空管、公安、检测认证等部门提供了一种有效的规范、管理、处置无人机的手段，切实提高对低空空域无人机的监管能力，提高复杂场景环境下无人机的监管和防控能力。

Description

空域授权协调运行方法
技术领域
本发明涉及航空领域，具体而言，涉及一种基于无人机云系统的空域授权协调运行方法。
背景技术
无人机的蓬勃发展，给现行的空中交通管理体系提出了新的要求。针对无人机行业监管要求及无人机产业快速发展现状，为了充分开发和有效利用低空空域资源，确保众多的无人机在空域内，特别是相对较为狭小的城市低空空域安全有序且高效地飞行，通过建设一个融入低空空域管理的面向行业用户和终端用户的无人机管控云系统平台，面向监管部门、行业用户及公众提供专业化的无人机云平台监管支撑服务，实现对无人机实时监控，推动无人机行业安全、健康、快速发展。
无人机云系统(简称无人机云)是指轻小型民用无人机运行动态数据库系统，用于向无人机用户提供航行服务、气象服务等，对民用无人机运行数据(包括运营信息、位置、高度和速度等)进行实时监测。接入系统的无人机通过即时上传飞行数据，无人机云系统对侵入电子围栏的无人机具有报警功能。通过构建无人机云系统，符合国际民航组织对未来空域的管理发展形势，有利于促进中国民用航空无人机空中交通管制系统与现行空管系统的融合，推动低空空域网络的规范运行，进一步实现空中各类航空器的飞行数据共享。
尽管各平台均提供了人员设备登记、飞行计划审批以及电子围栏等监管相关服务，但是服务的效率与实时性还无法得到保证，且由于无人机云系统之间仍存在着明显的数据壁垒，不仅对无人机的空中安全存在威胁，而且也增大了监管部门实施监管措施的难度，军民航、政府、产业融合发展的全面无人机产业生态尚未建立起来。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于无人机云系统的空域授权协调运行方法，基于国家无人机监管体系架构，通过将无人机云系统接入现有“数据监管平台”，融合无人机多模监视、融合监视、主动防反等技术，将无人机用户飞行需求协同军航、民航、公安等多个监管部门进行管理，构建满足公共安全管理需求的区域无人机综合管理系统。
本发明的发明目的通过以下技术方案实现：
一种空域授权协调运行方法，运行在无人机云系统上，包含以下步骤步骤S1，对提交激活请求的无人机用户和无人机进行身份验证及鉴权；
步骤S2，接收激活成功的无人机用户提交的飞行计划，对飞行计划进行初审，将初审合格的飞行计划发送给数据监管平台进行终审；
步骤S3，周期性从数据监管平台获取电子围栏信息，对空域中无人机运行数据进行实时监测；实时接收无人机上报的飞行位置信息进行监管，并向无人机用户提供通知服务；当发现无人机在线但是没有相应有效飞行计划，或无人机飞出飞行计划申报时的飞行空域，则发出飞出计划空域告警，当发现无人机飞入电子围栏，则发出侵入管控区告警。
附图说明
图1为空域授权协调运行方法的流程示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
本实施例主要围绕无人机的空域申请、空域管理和安全监视等功能，研制一种由无人机操作员终端、无人机云系统、数据监管平台组成的监视管理平台，实现对无人机使用空域进行全程监视和管理。接入监视管理平台的无人机应及时上传飞行数据，无人机云系统对侵入电子围栏的无人机提供报警功能。
如图1所示，本实施例所示一种空域授权协调运行方法，运行在无人机云系统上，主要用于解决接入无人机云系统的无人机空域授权使用问题，并提供一种无人机飞行过程中的实时监视手段。主要思路是将无人机接入无人机云系统，通过协调无人机运行过程中各类无人机用户和服务商与监管单位间的关系，实现无人机连接状态、天气情况和飞行建议的查看，并进行无人机的实时监控、任务的协同规划与指挥调度。用户可以通过计算机浏览器访问无人机云系统。监管单位可以通过无人机云系统进行飞行监管，企业可以通过无人机云系统进行飞行管理、计划申报，管理员或者领导决策人员可以通过无人机云系统，进行全局的监控，以及统计分析，普通企业和个人用户可以通过无人机云系统了解飞行监管流程。监管单位和企业可以通过实时监控模块所提供的飞行监控、历史航迹、告警信息功能，对航空器进行实时监控，了解航空器飞行安全状况。
具体包含以下步骤：
步骤S1，对提交激活请求的无人机用户和无人机进行身份验证及鉴权，对身份登记认证及鉴权成功的用户发布电子围栏信息；如果鉴权失败，则向无人机用户发送飞行激活失败，无人机禁止起飞，同时向数据监管平台发送无人机非法接入告警。在无人机云系统对无人机使用人/运营人、驾驶员及无人机设备进行身份信息并成功后，会分配一个静态CPN编号给无人机，供无人机在向无人机云系统发送请求接入验证时使用。无人机用户在收到电子围栏信息后，可以知道可以使用的空域范围，从而可以制定飞行计划。电子围栏包含禁飞区、限飞区、净空区、临时空域等重要的地理信息。
步骤S2，接收激活成功的无人机用户提交的飞行计划，对飞行计划进行初审，将初审合格的飞行计划发送给数据监管平台进行终审。飞行计划初审或终审不通过，则要求无人机用户重新制定飞行计划。飞行计划中可以填写创建时间、起飞时间、飞行单位、驾驶员姓名、航空器名称、生效时间段，选择飞行空域、飞行高度与飞行速度等，无人机云系统可以将该飞行计划与其它无人机的飞行计划进行比较，如果空域的使用时间发生重叠，则提示错误禁止飞行计划申报。无人机云系统及时反馈飞行计划审批结果，为企业经营和行业管理提供便捷的在线服务，审批通过后无人机云系统进行在线授权。监管单位、各用户和各级领导可通过无人机云系统整体掌握管辖范围内的飞行数据，作为后续协调运行决策依据。
步骤S3，周期性从数据监管平台获取电子围栏信息，对空域中无人机运行数据(包括运营信息、位置、高度和速度等)进行实时监测；实时接收无人机上报的飞行位置信息进行监管，并向无人机用户提供通知服务。
通知服务包括异常天气、禁飞区、限飞区、飞行情报信息、政府管理通告等。
当无人机云系统发现无人机在线但是没有相应有效飞行计划，或飞出飞行计划申报时的飞行空域，则发出飞出计划空域告警，当发现无人机飞入监管单位审核过的各类管控区，则发出侵入管控区告警。飞出计划空域告警和侵入管控区告警触发后，无人机云系统对存在冲突风险的无人机进行协调管控，包括应急协调方案、违规记录查询，由监管部门线上对违规飞行的航空器发布降落、悬停、返航等指令。
无人机的飞行位置信息包括：CPN编号、定位时间、经度、纬度、高度、速度、航向角等，在无人机飞行过程中，无人机通过机载定位设备获取飞行位置信息，并通过通信设备将飞行位置信息接入到通信控制网络上，并通过通信控制网络将无人机的实时飞行信息传送至无人机云系统，以实现无人机飞行安全监视和管制。无人机云系统接收到数据并进行解压缩后，获取到航空器位置信息。
S4,接收无人机用户或其它用户提交的数据请求，根据鉴权判断数据请求是否合法，若合法则从自身的数据库中调取数据，或者向数据监管平台订阅数据，并将结果返回给请求者。
本实施例针对现有目前我国无人机“黑飞”、“误飞”行为对我国军事、政治、社会、经济、外交安全构成威胁，我国对民用无人机的日常使用管控仍处于起步阶段这一现实问题，提出了一种基于无人机云系统的空域授权协调运行方法，为国家空管、公安、检测认证等部门提供了一种有效的规范、管理、处置无人机的手段，切实提高对低空空域无人机的监管能力，提高复杂场景环境下无人机的监管和防控能力。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种空域授权协调运行方法，运行在无人机云系统上，包含以下步骤
步骤S1，对提交激活请求的无人机用户和无人机进行身份验证及鉴权；
步骤S2，接收激活成功的无人机用户提交的飞行计划，对飞行计划进行初审，将初审合格的飞行计划发送给数据监管平台进行终审；
步骤S3，周期性从数据监管平台获取电子围栏信息，对空域中无人机运行数据进行实时监测；实时接收无人机上报的飞行位置信息进行监管，并向无人机用户提供通知服务；当发现无人机在线但是没有相应有效飞行计划，或无人机飞出飞行计划申报时的飞行空域，则发出飞出计划空域告警，当发现无人机飞入电子围栏，则发出侵入管控区告警。
2.根据权利要求1所述的一种空域授权协调运行方法，其特征在于在步骤S1中，对身份登记认证及鉴权成功的无人机用户发布CPN编号和电子围栏信息供无人机用户制定飞行计划使用；如果鉴权失败，则向无人机用户发送飞行激活失败，禁止无人机起飞，同时向数据监管平台发送无人机非法接入告警。
3.根据权利要求1所述的一种空域授权协调运行方法，其特征在于在步骤S2中，飞行计划中填写创建时间、起飞时间、飞行单位、驾驶员姓名、航空器名称、生效时间段，选择飞行空域、飞行高度与飞行速度，无人机云系统将该飞行计划与其它无人机的飞行计划进行比较，如果空域的使用时间发生重叠，则提示错误禁止飞行计划申报。
4.根据权利要求1所述的一种空域授权协调运行方法，其特征在于在所述通知服务包括异常天气、电子围栏、飞行情报信息、政府管理通告。
5.根据权利要求1所述的一种空域授权协调运行方法，其特征在于在所述步骤3还包含飞出计划空域告警和侵入管控区告警触发后，无人机云系统对存在冲突风险的无人机进行协调管控，包括应急协调方案、违规记录查询，由监管部门线上对违规飞行的航空器发布降落指令、悬停指令或返航指令。
6.根据权利要求1所述的一种空域授权协调运行方法，其特征在于在还包含步骤S4,接收无人机用户或其它用户提交的数据请求，根据鉴权判断数据请求是否合法，若合法则从自身的数据库中调取数据，或者向数据监管平台订阅数据，并将结果返回给请求者。
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