ES2949615T3 - Método de distribución y/o actualización de una base de datos de zonas de exclusión aérea para vehículos UAV, y vehículo del mismo - Google Patents

Método de distribución y/o actualización de una base de datos de zonas de exclusión aérea para vehículos UAV, y vehículo del mismo Download PDF

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Abstract

Método de distribución y/o actualización de una base de datos de Zonas de No Vuelo almacenada a bordo de vehículos UAV. La distribución y/o actualización utiliza la infraestructura satelital y los receptores instalados a bordo de dichos vehículos UAV para establecer un canal de comunicación unidireccional que permita enviar periódicamente la base de datos NFZ, o una parte de la misma, a los vehículos UAV. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Método de distribución y/o actualización de una base de datos de zonas de exclusión aérea para vehículos UAV, y vehículo del mismo
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un método de distribución y/o actualización de una base de datos de zonas de exclusión aérea, en particular, para UAV (Unmanned Aerial Vehicles, vehículos aéreos no tripulados).
Descripción de los antecedentes de la técnica
La utilización en constante crecimiento de drones o UAV (vehículos aéreos no tripulados) ha conducido a un aumento de la preocupación por la seguridad de los vuelos tripulados (por ejemplo, aviación comercial) y de la población en tierra, así como por la seguridad de las áreas militares o sensibles. Por este motivo, las agencias reguladoras del espacio aéreo nacional más importantes están adoptando medidas legislativas para limitar los vuelos sobre áreas críticas mediante la definición de zonas de exclusión aérea (NFZ, del inglés No Fly Zones), es decir, zonas de interdicción de vuelos para UAV y drones.
Los métodos de identificación y aplicación de las zonas de exclusión aérea aún no son homogéneos en todo el mundo, aunque comparten un enfoque común al identificar áreas aeroportuarias y urbanas como zonas de interdicción.
En el momento de redactar este documento, las autoridades de aviación civil de todo el mundo mantienen y publican bases de datos específicas de las zonas de exclusión aérea, pero el cumplimiento real de tales regulaciones depende de la libre voluntad de los pilotos de UAV o, en algunos casos, de los fabricantes individuales. En este último caso, los fabricantes de UAV están comenzando a fabricar sus propios controladores de vuelo capaces de negarse a volar hacia zonas de exclusión aérea.
La difusión de UAV para utilización recreativa, civil y profesional está aumentando rápidamente, y la necesidad de automatizar el acceso a la base de datos de zonas de exclusión aérea y de implementar las contramedidas necesarias directamente en los vehículos UAV es cada vez más urgente.
Hoy en día, todos los vehículos UAV están equipados con un controlador de vuelo que transforma las instrucciones de vuelo de alto nivel en comandos para los motores, teniendo en cuenta las mediciones tomadas por sensores tales como giroscopios, acelerómetros, altímetros y, por supuesto, sistemas de geolocalización GNSS.
El acrónimo GNSS se refiere a un Sistema Global de Navegación por Satélite basado en sistemas de navegación y geo-radiolocalización terrestre, marítima o aérea, que utiliza una red de satélites artificiales en órbita y pseudolitos.
Actualmente, los sistemas de navegación GNSS más comunes son GPS (EE. UU.), Galileo (Europa) y GLONASS, GLObal NAvegation Satellite System (Rusia). Algunos de los fabricantes de UAV más importantes han equipado sus controladores de vuelo de última generación con controles automáticos que garantizan el cumplimiento de las NFZ, inhibiendo de facto el control del piloto en caso de violación.
El controlador de vuelo accede a una base de datos geográfica local que contiene la lista de NFZ. Esta base de datos se actualiza por medio de una conexión a Internet, a menudo a través de dispositivos de teléfonos inteligentes y aplicaciones adecuadas que se utilizan para configurar el UAV y recibir diversas actualizaciones.
Por ejemplo, la empresa DJI, que es el mayor fabricante de UAV semiprofesionales del mundo, actualmente mantiene actualizada una base de datos de aprox. 8,000 ZNF. Sin embargo, por motivos obvios, no es concebible confiar la responsabilidad de gestionar tales bases de datos a empresas individuales.
De este modo, además, la aplicación de NFZ podría incluso eludirse por medio de técnicas tales como suplantación de identidad/interferencia de GNSS o modificando la aplicación del teléfono inteligente.
Un enfoque simétrico requeriría equipar todos los UAV con un transpondedor respectivo que los identifique unívocamente y que permita que los sistemas de monitorización en tierra vigilen el espacio aéreo.
Esta solución, además de ser ineficaz en caso de que una persona mal intencionada retirara el transpondedor, también requeriría el despliegue de una enorme red de monitorización por todo el territorio, y de todos modos no contribuiría a evitar vuelos en áreas prohibidas. Por último, actualmente están desarrollándose sistemas terrestres que consisten en un conjunto de radares y sistemas de radiointercepción que monitorizan el espacio aéreo y el espectro electromagnético para intentar interceptar la presencia del propio vehículo UAV o del canal de radiocontrol que lo pilota.
Hasta ahora, este enfoque ha resultado ser difícil de manejar, ya que la sección transversal de los vehículos UAV más comunes normalmente es similar a la de las aves más grandes, y sus protocolos de comunicación son muy variados y, en algunos casos, están codificados, y por tanto son difíciles de identificar.
El documento US 2016/275801 proporciona un sistema de gestión de tráfico para gestionar sistemas aéreos no tripulados (UAS) que operan a baja altitud. El sistema incluye vigilancia para localizar y rastrear UAS en espacio aéreo no controlado, por ejemplo, en el espacio aéreo por debajo de los 10,000 pies MSL. El sistema también incluye reglas de vuelo para la operación segura de los UAS en el espacio aéreo no controlado. El sistema incluye además ordenadores para procesar dicha vigilancia y para aplicar las reglas de vuelo a los UAS. El sistema de gestión de tráfico puede ser portátil, persistente o un híbrido de los mismos.
El documento US 2017/169713 da a conocer y proporciona sistemas y métodos para la seguridad de UAV. Puede utilizarse un sistema de autenticación para confirmar la identidad del UAV y/o del usuario y proporcionar comunicaciones seguras entre los usuarios y los UAV. Los UAV pueden operar de acuerdo con un conjunto de regulaciones de vuelo. El conjunto de regulaciones de vuelo puede estar asociado a un dispositivo de geocercado en las inmediaciones del UAV.
Objetivo y sumario
Por tanto, el objetivo de la presente invención es superar los problemas de las soluciones descritas anteriormente.
En particular, este objetivo se logra a través de un método de distribución y/o actualización de una base de datos de zonas de exclusión aérea para vehículos UAV (vehículos aéreos no tripulados) según la reivindicación 1.
En particular, este método proporciona la distribución y/o actualización a través de la utilización de la infraestructura satelital y receptores a bordo de los vehículos UAV, para establecer un canal de comunicación unidireccional que permite que la base de datos de NFZ, o una parte de la misma, se envíe periódicamente a los vehículos UAV.
En varias formas de realización, la infraestructura satelital comprende satélites de GNSS, los vehículos UAV comprenden receptores de GNSS y el canal de comunicación utiliza la infraestructura satelital de GNSS para enviar la base de datos de NFZ, o una parte de la misma, a los vehículos UAV.
En varias formas de realización, el canal de comunicación se establece introduciendo los datos en el protocolo utilizado para los datos de posicionamiento de la infraestructura satelital de GNSS con el fin de enviar la base de datos de NFZ, o una parte de la misma, a los vehículos UAV.
Como alternativa, el canal de comunicación utiliza los canales de datos dedicados de la infraestructura satelital de GNSS con el fin de enviar la base de datos de NFZ, o una parte de la misma, a los vehículos UAV.
En varias formas de realización, la infraestructura satelital comprende satélites de SBAS, los vehículos UAV comprenden receptores de SBAS y el canal de comunicación utiliza la infraestructura satelital de SBAS para enviar la base de datos de NFZ, o una parte de la misma, a los vehículos UAV.
En particular, el canal de comunicación se establece introduciendo los datos en el protocolo utilizado para los datos de posicionamiento de la infraestructura satelital de SBAS con el fin de enviar la base de datos de NFZ, o una parte de la misma, a los vehículos UAV.
Como alternativa, el canal de comunicación utiliza un canal reservado de la infraestructura satelital de SBAS con el fin de enviar la base de datos de NFZ, o una parte de la misma, a los vehículos UAV.
En varias formas de realización, la infraestructura satelital comprende satélites de telecomunicaciones, los vehículos UAV comprenden receptores de telecomunicaciones y el canal de comunicación utiliza la infraestructura satelital para enviar la base de datos de NFZ, o una parte de la misma, a los vehículos UAV.
En particular, el canal de comunicación utiliza la banda L de los canales de la infraestructura de telecomunicaciones por satélite con el fin de enviar la base de datos de NFZ, o una parte de la misma, a los vehículos UAV.
En varias formas de realización, la infraestructura satelital de GNSS se complementa con un sistema de comunicación por satélite que comprende satélites de SBAS, en donde las señales de los satélites del sistema SBAS utilizan un identificador reservado SV ID no utilizado por los satélites de la infraestructura satelital de GNSS que transmiten datos de geolocalización, con el fin de enviar la base de datos de NFZ, o una parte de la misma, a los vehículos UAV.
En formas de realización alternativas, la infraestructura satelital de GNSS se complementa con un sistema de comunicaciones por satélite que comprende uno o más satélites de telecomunicaciones que transmiten según un protocolo que cumple con la capa física de las infraestructuras de GNSS, y que, por tanto, puede desmodularse por unos receptores de GNSS a bordo de dichos vehículos UAV, en donde los satélites de telecomunicaciones se utilizan con el fin de enviar la base de datos de NFZ, o una parte de la misma, a los vehículos UAV aprovechando todo el canal disponible.
Por lo demás, la infraestructura satelital de GNSS se complementa con un sistema de comunicaciones por satélite que comprende uno o más satélites de telecomunicaciones que transmiten según un protocolo que cumple con la capa física de las infraestructuras de GNSS, y que, por tanto, puede desmodularse por unos receptores de GNSS a bordo de los vehículos UAV, en donde los satélites de telecomunicaciones se utilizan con el fin de enviar la base de datos de NFZ, o una parte de la misma, a los vehículos UAV compartiendo el canal con otros datos.
En varias formas de realización, la base de datos de NFZ se somete a actualizaciones incrementales basándose en métodos de función hash que proporcionan, en paralelo con la transmisión lenta de la base de datos de NFZ completa, y con una mayor frecuencia, el envío de paquetes referentes solo a las diferencias entre versiones previas de la base de datos de NFZ y la actual, en donde los métodos de función hash se utilizan con el fin de validar la consistencia de la información.
En varias formas de realización, la base de datos de NFZ está dividida en regiones compatibles con la cobertura proporcionada por los sistemas de comunicaciones por satélite, y las regiones, a su vez, pueden estar divididas en subregiones con el fin de descomponer el transporte en bloques más pequeños de toda la región.
Más en detalle, el sistema de comunicaciones por satélite comprende satélites de SBAS y/o satélites de telecomunicaciones.
En varias formas de realización, los receptores a bordo de los vehículos UAV reciben y gestionan solo la parte de la base de datos que cubre las NFZ que están presentes en el área donde están ubicados los vehículos UAV. En varias formas de realización, la información en la base de datos de NFZ se almacena de tal modo que todas las coordenadas se expresan como distancias relativas desde un punto de origen, y en donde el punto de origen no es fijo en toda la base de datos, sino que puede variar dependiendo de a qué subregión pertenecen las coordenadas.
En particular, la información en la base de datos de NFZ se almacena de tal modo que cada área de NFZ se identifica como un solo punto y un radio, determinando así un área circular.
Como alternativa, cada área de NFZ almacenada en la base de datos de NFZ se identifica como una agregación de áreas circulares, o áreas de spline, o como un polígono, en donde el primer punto se determina como coordenadas en relación con la subregión y los siguientes puntos se determinan como coordenadas en relación con el punto de origen.
En varias formas de realización, los datos de la base de datos de NFZ se codifican por medio de una clave pública.
Breve descripción de los dibujos
Se exponen ventajas, objetivos, características y formas de realización adicionales de la presente invención en las reivindicaciones y resultarán evidentes por la siguiente descripción detallada con referencia a los dibujos, en donde partes idénticas o equivalentes se identifican mediante los mismos números de referencia.
Las figuras 1 y 2 muestran unos ejemplos de escenarios de aplicaciones del método según la presente invención, y
la figura 3 muestra el flujo de datos actualizado para los UAV coexistente con el flujo de datos útil para la navegación por satélite y actualmente en utilización por los receptores.
Descripción detallada
La siguiente descripción ilustrará diversos detalles específicos útiles para una comprensión profunda de algunos ejemplos de una o más formas de realización. Las formas de realización pueden implementarse sin uno o más de tales detalles específicos o con otros métodos, componentes, materiales, etc. En otros casos, algunas estructuras, materiales u operaciones conocidas no se mostrarán ni se describirán en detalle con el fin de evitar eclipsar diversos aspectos de las formas de realización. Cualquier referencia a “una forma de realización” en esta descripción indicará que está comprendida una configuración, estructura o característica particular en al menos una forma de realización. Por tanto, la frase “en una realización” y otras frases similares, que pueden estar presentes en diferentes partes de esta descripción, no estarán relacionadas necesariamente todas con la misma realización. Además, cualquier configuración, estructura o característica particular puede combinarse en una o más formas de realización según se considere apropiado.
Las referencias a continuación, por tanto, se utilizan solo por motivos de simplicidad, y no limitan el alcance de protección ni la extensión de las diversas formas de realización.
Aunque la presente invención se aclarará a continuación por medio de una descripción detallada de algunas formas de realización de la misma con referencia a los dibujos, debe indicarse que la presente invención no se limita a las formas de realización descritas en la presente memoria y representadas en los dibujos, ya que las formas de realización descritas e ilustradas en la presente memoria solo ejemplifican los diversos aspectos de la presente invención, cuyo propósito se define en las reivindicaciones. La presente invención proporciona un método novedoso de distribución y actualización de la base de datos de NFZ, y proporciona la implementación del mismo directamente a bordo del vehículo UAV.
Este enfoque aprovecha la capacidad de muchos módulos de geolocalización de GNSS ya presentes en vehículos UAV para recibir y decodificar, además de los satélites dedicados a la geolocalización, también señales moduladas con los mismos métodos, pero que transportan paquetes de un tipo diferente.
Un ejemplo de aplicación de esta funcionalidad es el transporte de datos de SBAS (Satellite Based Augmentation System, sistema de aumentación basado en satélites), que utiliza satélites geoestacionarios que transmiten de acuerdo con el mismo estándar que el GPS con el fin de transportar datos referentes a las correcciones que son necesarias para lograr una mejor precisión de la posición y para determinar el radio de incertidumbre.
Algunos ejemplos de SBAS (sistema de aumentación basado en satélites) son Omnistar y StarFire, mientras que los SBAS regionales incluyen WAAS, sistema de aumentación de área amplia (EE.UU.), EGNOS, sistema europeo de superposición de navegación geoestacionaria (UE), MSAS, sistema de aumentación por satélite multifuncional (Japón) y GAGAN, navegación geoaumentada asistida por GPS (India).
Estos sistemas sustentan regiones extensas a través de la utilización de mensajes enviados por medio de satélites, y generalmente consisten en estaciones terrestres ubicadas en posiciones determinadas con precisión. Las estaciones terrestres realizan la tarea de recoger las mediciones de uno o más satélites de GNSS. Por medio de estas mediciones, se crean mensajes de corrección y se envían a uno o más satélites geoestacionarios y luego se retransmiten a los usuarios.
Otros sistemas, tales como, por ejemplo, Galileo, ofrecen canales dedicados de manera nativa (servicio comercial) para la transmisión de datos genéricos a receptores de GNSS desde los mismos satélites utilizados para el posicionamiento.
La presente invención proporciona, por tanto, la utilización de la infraestructura satelital y los receptores existentes a bordo de vehículos UAV con el fin de establecer un canal de comunicación unidireccional que permita que la base de datos de NFZ se envíe periódicamente a los vehículos UAV, por tanto, centralizándola de facto y haciéndola accesible en cualquier lugar, incluso donde no está disponible conectividad a Internet.
Con referencia a la figura 1, la arquitectura descrita en la presente memoria comprende satélites de GNSS que pertenecen, por ejemplo, a las constelaciones GPS, Galileo y GLONASS y que envían señales de localización o posicionamiento (datos de mensajes de navegación de GNSS).
Los sistemas GNSS están dedicados a proporcionar un servicio de posicionamiento geoespacial de cobertura global que permita a receptores electrónicos adecuados RX determinar sus propias coordenadas geográficas (longitud, latitud y altitud) en cualquier lugar de la superficie terrestre o en la atmósfera con un error de tan solo unos pocos metros, procesando las señales de radiofrecuencia que se transmiten en la línea de visión desde dichos satélites.
La banda L en la que operan los satélites de GNSS también es adecuada para la recepción simple por receptores RX en movimiento.
En varias formas de realización, los receptores RX están de hecho predispuestos a bordo de vehículos, en particular, vehículos UAV.
La arquitectura comprende estaciones base GCC (centros de control terrestre), tales como, por ejemplo, la estación de control maestro (MCS) para GPS o el sistema de misión Galileo (GMS) para Galileo, que reciben señales de los satélites de GNSS a través de antenas parabólicas.
Hay también estaciones terrestres (estaciones de enlace ascendente de SBAS) y satélites geoestacionarios de SBAS que recogen y procesan las señales procedentes de los satélites de GNSS.
El concepto del sistema SBAS se basa en mediciones de GNSS tomadas en estaciones de referencia posicionadas con precisión y distribuidas por todo un continente. Los errores de GNSS calculados por las estaciones de referencia se transfieren entonces a un centro de cálculo que calcula correcciones diferenciales y mensajes de integridad que luego se transmiten por todo el continente por medio de satélites geoestacionarios como mensajes añadidos a o superpuestos al mensaje de GNSS original. Los mensajes de SBAS se transmiten por medio de satélites geoestacionarios capaces de cubrir áreas extensas.
Con referencia a la figura 2, se muestra que los satélites de telecomunicaciones pueden utilizarse también para enviar la base de datos de NFZ, en particular, utilizando la banda L. En este caso, los satélites de telecomunicaciones reciben datos de estaciones terrestres (estación de enlace ascendente de SATCOM).
La característica más importante de esta solución es que, al aprovechar el hardware existente ya desplegado en el campo, proporciona un medio de bajo coste y fácil de implementar para crear un sistema de distribución de la base de datos de NFZ, que solo requerirá actualizar el firmware del controlador de vuelo del vehículo UAV, o como máximo reemplazar el receptor si el existente no admite la recepción de paquetes genéricos (de tipo RAW), para operar.
La invención descrita en la presente memoria proporciona el envío periódico de la base de datos de NFZ a través de los canales de satélites existentes, por ejemplo, utilizando satélites ya en órbita para emitir las señales de SBAS o en los canales de datos auxiliares de Galileo (en Galileo, las frecuencias L1 y L2 están dedicadas a utilización civil), o aprovechando satélites de telecomunicaciones. La figura 3 muestra el flujo de datos “datos de NFZ” para actualizar la base de datos de NFZ para los UAV coexistente con el flujo de datos útil para la navegación por satélite y actualmente en utilización por los receptores. En particular, el receptor RX puede recibir datos de satélites de GNSS, de satélites de SBAS y/o de satélites de telecomunicaciones. El flujo de datos “datos de NFZ” para actualizar la base de datos de NFZ puede enviarse por medio de satélites de GNSS, satélites de SBAS y/o satélites de telecomunicaciones.
En el caso de sistemas SBAS/GPS, cada satélite envía los datos utilizando un identificador único (SV ID) asociado con un código pseudoaleatorio (PRN) que es ortogonal al de los otros satélites de GNSS y necesario para extraer la señal.
En este caso, las señales de los satélites de SBAS utilizan un SV ID reservado que reconocen los receptores de GNSS como transmisión de datos dedicada a servicios de SBAS (servicios de aumentación).
Normalmente, los satélites de SBAS son satélites de comunicaciones genéricos que se utilizan también para, entre otras funciones, transmitir información de corrección.
Hay una amplia disponibilidad de SV ID y códigos de PRN que no interfieren con las señales de GNSS existentes o planeadas; esto hace posible conjeturar la utilización de uno o más canales de telecomunicaciones por satélite con el fin de distribuir información actualizada destinada a vehículos, particularmente información geográfica sobre NFZ, destinada a sistemas a bordo de UAV.
En cualquier caso, la banda transmitida por los sistemas GNSS es bastante limitada, y oscila entre 50 bps (bits por segundo) de GPS y 500 bps del servicio comercial de Galileo.
Por supuesto, los sistemas satelitales GNSS, SBAS y de telecomunicaciones pueden utilizarse o bien en paralelo o bien alternativamente.
En el caso de una infraestructura de GNSS, la base de datos de NFZ puede enviarse a través de unos canales dedicados, tales como, por ejemplo, el canal de datos proporcionado por Galileo, o la base de datos (o una parte de la misma) puede insertarse entre los otros datos que están transmitiéndose por canales de transmisión normales.
En el caso de una infraestructura de SBAS, la base de datos de NFZ puede enviarse introduciendo los datos en el protocolo de SBAS normal o utilizando un canal dedicado completo.
En el caso de una infraestructura basada en satélites de telecomunicaciones, es posible seleccionar la banda L para enviar la base de datos.
En varias formas de realización, la infraestructura de GNSS se complementa con un sistema de comunicación por satélite que comprende uno o más satélites de SBAS.
En formas de realización alternativas, la infraestructura de GNSS se complementa con un sistema de comunicación por satélite que comprende uno o más satélites de telecomunicaciones.
Debido a la banda de paso limitada de los sistemas de transmisión en utilización para GNSS, es necesario optimizar la transmisión de tal modo que la transferencia de la base de datos completa, o al menos de la sección de interés la misma, se produzca en el tiempo más corto posible.
Por este motivo, resulta útil dividir la base de datos en regiones compatibles, por ejemplo, con la cobertura de los sistemas SBAS, de modo que los vehículos UAV solo tengan que recibir y manejar la base de datos de las NFZ en el área donde está ubicado o está volando el vehículo.
Puede lograrse una optimización adicional gestionando actualizaciones incrementales basadas en métodos de función hash que proporcionan el envío, en paralelo con la transmisión lenta de la base de datos completa, y con una mayor frecuencia, de paquetes referentes solo a las diferencias entre las versiones previas de la base de datos y la actual, utilizando funciones hash o sumas de verificación con el fin de validar la consistencia de la información.
La cantidad de datos puede reducirse expresando todas las coordenadas como distancias relativas desde un punto de origen de la subregión a la que se refieren. La subregión puede definirse como la región transmitida por un satélite específico (y, por tanto, implícita en el canal de transmisión) o puede descomponerse adicionalmente en subregiones más pequeñas, en cuyo caso, cada dato de posición se referirá a un árbol padre, definiendo cada uno una macrorregión que se vuelve más y más pequeña al descender en la jerarquía.
Con el fin de reducir adicionalmente la cantidad de datos, cada área de NFZ puede identificarse como un solo punto y un radio (determinando así un área circular), como una agregación de áreas circulares o como un polígono (o spline), cuyo primer punto se determina como coordenadas en relación con la subregión y los siguientes puntos se determinan como coordenadas en relación con el punto de origen, dando como resultado que se requiera un menor número de bits para expresar las coordenadas. El área de NFZ puede identificarse también como una forma geométrica obtenida por rotación de una forma geométrica plana o como la unión o intersección de múltiples formas geométricas planas.
Como alternativa, una NFZ almacenada en la base de datos de NFZ se identifica como un volumen tridimensional, por ejemplo, un paralelepípedo, una esfera, un cilindro circular recto, un cilindro elíptico recto, un cono truncado, un cono elíptico truncado, un sólido obtenido por rotación de formas tridimensionales o un sólido obtenido por unión mutua o intersecciones de múltiples sólidos.
La aplicabilidad de la interdicción de NFZ puede escalarse según el área, el tipo de vehículo UAV y la misión que tenga que llevar a cabo. Como consecuencia, puede concebirse que cada NFZ presente uno o más atributos que representan el nivel de gravedad de la interdicción de vuelo para el vehículo UAV (por ejemplo “prohibido”, “sujeto a autorización”, “advertencia de posible riesgo”, “vuelo libre”), posiblemente correlacionado con su clase/categoría (por ejemplo “de construcción privada”; clases C0; C1; C2” o categorías “sub A1/A2/A3 abiertas; específicas”, tal como se definen en el Dictamen 01/2018 de la Agencia Europea de Seguridad Aérea, también conocida como EASA). Para el propósito de obtener una transmisión más robusta y segura de tal información, los datos pueden codificarse también por medio de una clave pública, de modo que será imposible inyectar datos erróneos, generados por una persona mal intencionada, en los UAV que implementan la presente invención.
Por tanto, el controlador de vuelo existente puede utilizar los datos recibidos con el fin de determinar si la posición actual se encuentra dentro de las NFZ definidas en la base de datos, en cuyo caso el controlador de vuelo se negará a despegar o, alternativamente, si la posición ya está próxima a la n Fz , o bien se negará a continuar el viaje o bien llevará a cabo un procedimiento programado por el usuario, por ejemplo regresar a la base o aterrizar. La solución propuesta permite la actualización en tiempo real, sin requerir conectividad a Internet, de la base de datos de NFZ a la que deben ceñirse los vehículos UAV.
Además de utilizar la infraestructura de GNSS existente y el hardware ya presente en muchos vehículos UAV, el sistema de transmisión propuesto en el presente documento también permite eliminar, a través de una actualización del firmware, la posibilidad de que un piloto pueda volar inadvertidamente su propio UAV en zonas prohibidas.
La presencia de un método de actualización incremental permite reducir el tiempo de descarga de la base de datos y precargar la base de datos actualizada en el vehículo UAV, que no obstante se validará, por medio de un sistema de función hash, frente a la transmitida por la infraestructura satelital.
Aunque la presente invención se ha descrito en la presente memoria haciendo referencia a formas de realización particulares de la misma, debe subrayarse que la presente invención no se limita a las formas de realización particulares descritas y representadas en los dibujos, puesto que la presente invención comprende también cualquier otra variante y/o modificación de las formas de realización descritas en la presente memoria y representadas en los dibujos que se encuentre todavía dentro del alcance de las reivindicaciones.

Claims (18)

REIVINDICACIONES
1. Método de distribución y/o actualización de una base de datos de zonas de exclusión aérea, NFZ, almacenada a bordo de UAV, vehículos aéreos no tripulados, en el que dicha distribución y/o actualización utilizan una infraestructura satelital y receptores instalados a bordo de dichos vehículos UAV con el fin de establecer un canal de comunicación unidireccional que permita que dicha base de datos de NFZ, o una parte de la misma, se envíe periódicamente a dichos vehículos UAV, caracterizado por que dicha infraestructura satelital comprende satélites de GNSS, sistema global de navegación por satélite, dichos vehículos UAV comprenden receptores de GNSS y dicho canal de comunicación utiliza la infraestructura satelital de GNSS para enviar dicha base de datos de NFZ, o una parte de la misma, a dichos vehículos UAV.
2. Método según la reivindicación 1, en el que dicho canal de comunicación se establece introduciendo los datos en el protocolo utilizado para los datos de posicionamiento de la infraestructura satelital de GNSS con el fin de enviar dicha base de datos de NFZ, o una parte de la misma, a dichos vehículos UAV.
3. Método según la reivindicación 1, en el que dicho canal de comunicación utiliza los canales de datos dedicados de la infraestructura satelital de GNSS con el fin de enviar dicha base de datos de NFZ, o una parte de la misma, a dichos vehículos UAV.
4. Método según la reivindicación 1, en el que dicha infraestructura satelital comprende unos satélites de SBAS, sistema de aumentación basado en satélites, dichos vehículos UAV comprenden unos receptores de SBAS y dicho canal de comunicación utiliza la infraestructura satelital de SBAS para enviar dicha base de datos de NFZ, o una parte de la misma, a dichos vehículos UAV.
5. Método según la reivindicación 4, en el que dicho canal de comunicación se establece introduciendo los datos en el protocolo utilizado para los datos de posicionamiento de la infraestructura satelital de SBAS con el fin de enviar dicha base de datos de NFZ, o una parte de la misma, a dichos vehículos UAV, o en el que dicho canal de comunicación utiliza un canal reservado de la infraestructura satelital de SBAS con el fin de enviar dicha base de datos de NFZ, o una parte de la misma, a dichos vehículos UAV.
6. Método según la reivindicación 1, en el que dicha infraestructura satelital comprende unos satélites de telecomunicaciones, dichos vehículos UAV comprenden unos receptores de telecomunicaciones y dicho canal de comunicación utiliza la infraestructura satelital para enviar dicha base de datos de NFZ, o una parte de la misma, a dichos vehículos UAV.
7. Método según la reivindicación 6, en el que dicho canal de comunicación utiliza la banda L de los canales de la infraestructura de telecomunicaciones por satélite con el fin de enviar dicha base de datos de NFZ, o una parte de la misma, a dichos vehículos UAV.
8. Método según la reivindicación 1, en el que dicha infraestructura satelital de GNSS se complementa con un sistema de comunicación por satélite que comprende unos satélites de SBAS, en el que las señales de los satélites del sistema SBAS utilizan un identificador reservado SV ID no utilizado por los satélites de la infraestructura satelital de GNSS que transmiten datos de geolocalización, con el fin de enviar dicha base de datos de NFZ, o una parte de la misma, a dichos vehículos UAV, o en el que dicha infraestructura satelital de GNSS se complementa con un sistema de comunicaciones por satélite que comprende uno o más satélites de telecomunicaciones que transmiten según un protocolo que cumple con la capa física de infraestructuras de GNSS, y que, por tanto, puede desmodularse por unos receptores de GNSS a bordo de dichos vehículos UAV, en el que dicho uno o más satélites de telecomunicaciones se utilizan con el fin de enviar dicha base de datos de NFZ, o una parte de la misma, a dichos vehículos UAV aprovechando todo el canal disponible, o en el que dicha infraestructura satelital de GNSS se complementa con un sistema de comunicaciones por satélite que comprende uno o más satélites de telecomunicaciones que transmiten según un protocolo que cumple con la capa física de infraestructuras de GNSS, y que, por tanto, puede desmodularse por unos receptores de GNSS a bordo de dichos vehículos UAV, en el que dicho uno o más satélites de telecomunicaciones se utilizan con el fin de enviar dicha base de datos de NFZ, o una parte de la misma, a dichos vehículos UAV al tiempo que comparten el canal con otros datos.
9. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha base de datos de NFZ se somete a actualizaciones incrementales basándose en métodos de función hash que proporcionan, en paralelo a la transmisión lenta de la base de datos de NFZ completa, y con una mayor frecuencia, el envío de paquetes referentes solo a las diferencias entre versiones previas de la base de datos de NFZ y la actual, en el que dichos métodos de función hash se utilizan con el fin de validar la consistencia de la información.
10. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha base de datos de NFZ está dividida en regiones compatibles con la cobertura proporcionada por unos sistemas de comunicaciones por satélite, y las regiones pueden estar divididas, a su vez, en subregiones con el fin de descomponer el transporte en bloques más pequeños de toda la región.
11. Método según la reivindicación 10, en el que dicho sistema de comunicaciones por satélite comprende satélites de SBAS y/o satélites de telecomunicaciones.
12. Método según la reivindicación 10, en el que dichos receptores a bordo de dichos vehículos UAV reciben y gestionan solo la parte de la base de datos que cubre las NFZ que están presentes en el área donde están ubicados dichos vehículos UAV.
13. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la información contenida en dicha base de datos de NFZ se almacena de tal modo que todas las coordenadas se expresan como distancias relativas desde un punto de origen, y en el que dicho punto de origen no es fijo en toda la base de datos, sino que puede variar dependiendo de a qué subregión pertenecen las coordenadas, o en el que la información contenida en dicha base de datos de NFZ se almacena de tal manera que cada área de NFZ se identifique como un solo punto y un radio, determinando así un área circular.
14. Método según la reivindicación 13, en el que cada área de NFZ almacenada en dicha base de datos de NFZ se identifica como una agregación de áreas circulares, o áreas de spline, o como un polígono, en el que el primer punto se determina como coordenadas en relación con la subregión y los siguientes puntos se determinan como coordenadas en relación con el punto de origen, o en el que cada área de NFZ almacenada en dicha base de datos de NFZ se identifica como una forma geométrica obtenida por rotación de una forma geométrica plana o como la unión o intersección de múltiples formas geométricas planas.
15. Método según la reivindicación 13, en el que una NFZ almacenada en la base de datos de NFZ se identifica como un volumen tridimensional, en particular un cilindro circular recto, un cilindro elíptico recto, un cono truncado, un cono elíptico truncado, un sólido obtenido por rotación de formas tridimensionales o un sólido obtenido por unión mutua o intersecciones de múltiples sólidos.
16. Método según la reivindicación 13, en el que cada NFZ presenta uno o más atributos que representan el nivel de gravedad de la interdicción de vuelo para dicho vehículo UAV, estando dicho nivel de gravedad posiblemente correlacionado con la clase/categoría de dicho vehículo UAV.
17. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los datos de dicha base de datos de NFZ se codifican por medio de una clave pública.
18. Vehículo, en particular un vehículo UAV, que comprende un receptor (RX) adaptado para recibir la base de datos de NFZ, o parte de la misma, enviada de acuerdo con el método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17.
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