CN105913693B - 一种飞行安全管控服务的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种飞行安全管控服务的方法,本发明通过对低空飞行器航线、航迹与空域的相关处理，由空管人员以人机交互的方式完成对低空空域飞行器的飞行冲突处理和空域冲突管理以实现对低空空域飞行的安全管控；本发明的优点是实现了通过对低空飞行器航线、航迹与空域的相关处理，由空管人员以人机交互的方式完成对低空空域飞行器的飞行冲突处理和空域冲突管理以实现对低空空域飞行的安全管控。
Description
技术领域
本发明涉及一种飞行安全管控服务的方法,属于航空航天技术领域。
背景技术
目前，无人飞行器技术飞速发展，但同时无人机在机场及其他敏感地区附近飞行也带来了日益增长的安全忧虑。为解决这个问题，国外和国内相关部门和公司也做了一些尝试。美国航空航天局(NASA)2015年研制了无人机空管***以确保无人机***在低空的安全进行，该***计划分为四个阶段进行开发，当前仅进行到第一个阶段，当前***仅仅是为无人机驾驶员按照飞行任务申请空域提供畅通的渠道，并且当第二名驾驶员申请使用空域时，***将允许其进入或告知与其他用户的飞行计划出现冲突。
例如，申请号为CN200880013449.4的专利公开了一种飞行器，包括：机身(8)；安装到机身(8)的机翼(1)；和用于操纵飞行器的襟翼(2；3)。此外，连接装置(18；79)将襟翼(2；3)以关节的方式连接到机翼(1)，使得允许襟翼(2；3)在收回位置(I)与伸出位置(II)之间绕着大致平行于机翼(1)的后缘或前缘(4；5)的旋转轴线(28；82)旋转，并允许所述襟翼沿着大致平行于旋转轴线(28；82)的方向(54a；98)平移。杆(43；95)将襟翼(2；3)以关节的方式连接到机翼(1)或机身(8)，其中杆(43；95)限定襟翼(2；3)沿着与旋转轴线(28；82)平行的方向(55a；98)进行平移。因此，利用本发明，襟翼(2；3)沿着与旋转轴线(28；82)平行的方向(55a；98)作用的力由杆(43；95)来承担。因此，无需使用定位轴承，所述定位轴承由于定位轴承沿着与飞行器的飞行方向(12)大致垂直的方向比较大的尺寸而具有负面航空动力效应。
例如，申请号为CN201510162607.4的专利公开了一种飞行器，包括机身以及设置于所述机身内的感测组件和支撑件，所述机身包括主壳体。所述主壳体包括底壁以及与所述底壁相连的侧壁，所述侧壁与所述底壁共同围成收容空间。所述感测组件和支撑件收容于所述收容空间内，所述支撑件连接于所述底壁上，所述感测组件设置于所述支撑件上且与所述侧壁之间具有间隙。所述飞行器将采用支撑件将所述感测组件设置于机身的底壁上并使所述感测组件与机身的侧壁保持间隙，能够有效减少或者消除所述感测组件受到的平行于所述底壁方向的震动。
综上所述，目前，本技术领域还没有专门的无人机安全管控服务***，但有的公司开发的无人机管理软件中包含有部分安全管控的内容，如无人机的实时监视，禁飞空域的显示，开放空域的显示。但这些***均是一个单独的***，没有考虑与其他***的互联互通，如与民航空管***的信息交互，与军航空管***的信息交互。当前的无人机安全管控***存在以下缺点：没有实时更新开放无人机飞行空域的能力；没有将无人机监视信息接入军民航空管***的能力；没有将无人机飞行与有人机飞行综合进行安全管控的能力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够克服上述技术问题的飞行安全管控服务的方法，本发明的一种飞行安全管控服务的方法实现了通过对低空飞行器航线、航迹与空域的相关处理，由空管人员以人机交互的方式完成对低空空域飞行器的飞行冲突处理和空域冲突管理以实现对低空空域飞行的安全管控。
本发明的一种飞行安全管控服务的方法包括以下步骤：
(1)当无人机空中交通管制***(专用ATC***)收到无人机地面站的空域申请并进行批复后，无人机空中交通管制***的空域管理***将空域批复信息提交给无人机空中交通管制***的安全飞行监视***，安全飞行监视***根据批复内容中的空域边界和时段进行飞行监视。所述无人机空中交通管制***指专为低空空域管理建设的区别于通用空中交通管制***的信息***，所述无人机空中交通管制***用于完成面向无人机类低空飞行器的登记管理、空域审批及管理、飞行监视及管理、安全管制服务的多类功能并规范无人机飞行器的低空飞行活动以保证空中交通安全、高效；所述无人机空中交通管制***简称为专用ATC***。
(2)无人机地面站的空域批复处理***收到的空域批复后将批复信息通过地空数据链上传给无人机黑匣子，无人机黑匣子的边界控制***将生成新的飞行边界写入无人机，实现电子围栏功能。所述无人机地面站指集成了地空通信***、移动通信***、无人机操控***、高性能嵌入式数据处理器、数据存储及液晶显示屏的一种专用设备，所述无人机地面站为无人机驾驶员提供飞行空域申请、空中动态监视、安全飞行管控、应急情况处理、资料查询、情报交互、通信的服务，从而实现高效方便的空域申请及有效管控下的安全飞行。所述空域批复处理***是无人机地面站空域管理单元,用于接收无人机飞行空域批复信息，进行批复信息与空域管理规定相关处理，并实时显示、提示；所述空域批复处理***简称为空域批复处理。所述无人机黑匣子安装在通航飞机或无人机上、嵌入无人机或通航飞机的飞行控制***中，用于提供定位导航及地空数据通讯功能以实现对无人机飞行活动的及时监控。
(3)无人机地面站的空域批复处理***收到的空域批复信息也是无人机地面站的本机飞行监视***进行安全监视的依据，当无人机出现越界、超时的预警时，无人机驾驶员根据情况进行操作控制，发出应急指令控制无人机，以避免出现违规飞行。
(4)无人机空中交通管制***的安全飞行监视***用于监视无人机的飞行情况，对无人机超范围飞行、超时段飞行的违规行为进行监视，当出现违规时向指挥人员发出警示信息，指挥人员根据警示内容进行应急指挥，并向无人机地面站发出应急指令，无人机地面站的应急处理***收到应急指令后立即向无人机黑匣子转发，无人机黑匣子生成控制指令对无人机进行紧急控制，以避免出现安全事故。所述无人机空中交通管制***的安全飞行监视***用于完成无人机和周边飞行器安全飞行的监视信息获取、处理、监视，并与批复空域相关；所述无人机空中交通管制***的安全飞行监视***简称安全飞行监视。所述无人机地面站的应急处理***用于完成无人机指令的接收、处理、解释、显示提示、指令发布的功能；所述无人机地面站的应急处理***简称为应急处理。
(5)当出现违规警示或安全警示时，无人机空中交通管制***的安全飞行监视***也同时向无人机地面站发送，无人机地面站操作人员根据情况通过无人机地面站的操作控制***向无人机发送应急指令，从而避免安全事故。所述无人机地面站的操作控制***指针对特定无人机的操作控制软件平台，用于实现无人机的应急情况下的操控处置；所述无人机地面站的操作控制***简称操作控制。
(6)当出现违规警示或危险警示时，无人机空中交通管制***的违规管理***用于进行违规记录并根据需要生成违规报告向安全管理机构上报。所述安全管理机构指对无人机飞行具有管理权限的专门机构或具有处理与无人机相关安全事务权限的公共安全机构。所述无人机空中交通管制***的违规管理***指用于实时识别无人机违规飞行、违规操作、违规管理的信息***，完成对无人机飞行信息、注册信息、状态信息全面分析比对，提供规则识别，发布违规信息；所述无人机空中交通管制***的违规管理***简称违规管理。
(7)当出现紧急情况时，无人机空中交通管制***和安全管理机构能够相互进行应急情况通报。无人机空中交通管制***的应急指挥***向无人机地面站发出应急指令，由无人机地面站进行应急处理从而控制无人机避免安全事故；无人机空中交通管制***的应急指挥***也能够直接向无人机黑匣子发出应急指令，从而最快控制无人机避免安全事故。所述无人机空中交通管制***的应急指挥***用于完成应急指挥指令的生成、编辑、发布以及为空管人员提供应急指挥操作、警示提示监视；所述无人机空中交通管制***的应急指挥***简称应急指挥。
(8)无人机地面站的本机飞行监视***用于监视本机的飞行情况，接近批复空域边界时进行超出范围预警、接近批复的飞行结束时间时进行结束提示。所述无人机地面站的本机飞行监视***用于完成无人机地面站所辖无人机的飞行态势或空域使用状态的监视和控制；所述无人机地面站的本机飞行监视***简称本机飞行监视。
(9)当无人机空中交通管制***的空域管理***接收到空域申报时，对于申报信息中包含未注册的无人机的申请进行警示，并抑制自动批复功能。所述无人机空中交通管制***的空域管理***用于完成无人机飞行空域申请、空域批复、空域状态管理、空域状态发布以及空域态势相关处理；所述无人机空中交通管制***的空域管理***简称为空域管理。
(10)当无人机空中交通管制***的空域管理***接收到空域申报时，对于申报信息中包含未登记的操控员的申请进行警示，并抑制自动批复功能。
(11)当无人机空中交通管制***的空域管理***收到空域申报时，对于申报信息中包含操控员的操作等级不足以操作申请的无人机类型时进行警示，并抑制自动批复功能。
(12)当无人机空中交通管制***的空域管理***收到空域申报时，对于申报的空域与飞行禁区、危险区、限制区有冲突的申请进行警示，提醒管理人员谨慎批复。
所述应急指令包括立即降落、限时降落、高度限制。
本发明的一种飞行安全管控服务的方法包括以下功能：
(1)航迹与空域相关处理；
(2)飞行冲突处理；
(3)空域冲突管理；
(4)禁区管理；
(5)限制区管理；
(6)危险区管理；
(7)可飞行空域管理；
(8)飞行器异常飞行管理；
(9)空域紧急情况管理；
(10)空域开放管理；
(11)空域关闭管理；
(12)紧急空情告知及飞行应急控制。
本发明的一种飞行安全管控服务的方法的优点是实现了通过对低空飞行器航线、航迹与空域的相关处理，由空管人员以人机交互的方式完成对低空空域飞行器的飞行冲突处理和空域冲突管理以实现对低空空域飞行的安全管控。
具体实施方式
下面对本发明的实施方式进行详细描述。本发明的一种飞行安全管控服务的方法包括以下步骤：
(1)当无人机空中交通管制***(专用ATC***)收到无人机地面站的空域申请并进行批复后，无人机空中交通管制***的空域管理***将空域批复信息提交给无人机空中交通管制***的安全飞行监视***，安全飞行监视***根据批复内容中的空域边界和时段进行飞行监视。所述无人机空中交通管制***指专为低空空域管理建设的区别于通用空中交通管制***的信息***，所述无人机空中交通管制***用于完成面向无人机类低空飞行器的登记管理、空域审批及管理、飞行监视及管理、安全管制服务的多类功能并规范无人机飞行器的低空飞行活动以保证空中交通安全、高效；所述无人机空中交通管制***简称为专用ATC***。
(2)无人机地面站的空域批复处理***收到的空域批复后将批复信息通过地空数据链上传给无人机黑匣子，无人机黑匣子的边界控制***将生成新的飞行边界写入无人机，实现电子围栏功能。所述无人机地面站指集成了地空通信***、移动通信***、无人机操控***、高性能嵌入式数据处理器、数据存储及液晶显示屏的一种专用设备，为无人机驾驶员提供飞行空域申请、空中动态监视、安全飞行管控、应急情况处理、资料查询、情报交互、通信的服务，从而实现高效方便的空域申请及有效管控下的安全飞行。所述空域批复处理***是无人机地面站空域管理单元，用于接收无人机飞行空域批复信息，进行批复信息与空域管理规定相关处理，并实时显示、提示；所述空域批复处理***简称为空域批复处理。所述无人机黑匣子安装在通航飞机或无人机上、嵌入无人机或通航飞机的飞行控制***中，用于提供定位导航及地空数据通讯功能以实现对无人机飞行活动的及时监控。
(3)无人机地面站的空域批复处理***收到的空域批复信息也是无人机地面站的本机飞行监视***进行安全监视的依据，当无人机出现越界、超时的预警时，无人机驾驶员根据情况进行操作控制，发出应急指令控制无人机，以避免出现违规飞行。
(4)无人机空中交通管制***的安全飞行监视***用于监视无人机的飞行情况，对无人机超范围飞行、超时段飞行的违规行为进行监视，当出现违规时向指挥人员发出警示信息，指挥人员根据警示内容进行应急指挥，并向无人机地面站发出应急指令，无人机地面站的应急处理***收到应急指令后立即向无人机黑匣子转发，无人机黑匣子生成控制指令对无人机进行紧急控制，以避免出现安全事故。所述无人机空中交通管制***的安全飞行监视***用于完成无人机和周边飞行器安全飞行的监视信息获取、处理、监视，并与批复空域相关；所述无人机空中交通管制***的安全飞行监视***简称安全飞行监视。所述无人机地面站的应急处理***用于完成无人机指令的接收、处理、解释、显示提示、指令发布的功能；所述无人机地面站的应急处理***简称为应急处理。
(5)当出现违规警示或安全警示时，无人机空中交通管制***的安全飞行监视***也同时向无人机地面站发送，无人机地面站操作人员根据情况通过无人机地面站的操作控制***向无人机发送应急指令，从而避免安全事故。所述无人机地面站的操作控制***指针对特定无人机的操作控制软件平台，用于实现无人机的应急情况下的操控处置；所述无人机地面站的操作控制***简称操作控制。
(6)当出现违规警示或危险警示时，无人机空中交通管制***的违规管理***用于进行违规记录并根据需要生成违规报告向安全管理机构上报。所述安全管理机构指对无人机飞行具有管理权限的专门机构或具有处理与无人机相关安全事务权限的公共安全机构。所述无人机空中交通管制***的违规管理***指用于实时识别无人机违规飞行、违规操作、违规管理的信息***，完成对无人机飞行信息、注册信息、状态信息全面分析比对，提供规则识别，发布违规信息；所述无人机空中交通管制***的违规管理***简称违规管理。
(7)当出现紧急情况时，无人机空中交通管制***和安全管理机构能够相互进行应急情况通报。无人机空中交通管制***的应急指挥***向无人机地面站发出应急指令，由无人机地面站进行应急处理从而控制无人机避免安全事故；无人机空中交通管制***的应急指挥***也能够直接向无人机黑匣子发出应急指令，从而最快控制无人机避免安全事故。所述无人机空中交通管制***的应急指挥***用于完成应急指挥指令的生成、编辑、发布以及为空管人员提供应急指挥操作、警示提示监视；所述无人机空中交通管制***的应急指挥***简称应急指挥。
(8)无人机地面站的本机飞行监视***用于监视本机的飞行情况，接近批复空域边界时进行超出范围预警、接近批复的飞行结束时间时进行结束提示。所述无人机地面站的本机飞行监视***用于完成无人机地面站所辖无人机的飞行态势或空域使用状态的监视和控制；所述无人机地面站的本机飞行监视***简称本机飞行监视。
(9)当无人机空中交通管制***的空域管理***接收到空域申报时，对于申报信息中包含未注册的无人机的申请进行警示，并抑制自动批复功能。所述无人机空中交通管制***的空域管理***用于完成无人机飞行空域申请、空域批复、空域状态管理、空域状态发布以及空域态势相关处理；所述无人机空中交通管制***的空域管理***简称为空域管理。
(10)当无人机空中交通管制***的空域管理***接收到空域申报时，对于申报信息中包含未登记的操控员的申请进行警示，并抑制自动批复功能。
(11)当无人机空中交通管制***的空域管理***收到空域申报时，对于申报信息中包含操控员的操作等级不足以操作申请的无人机类型时进行警示，并抑制自动批复功能。
(12)当无人机空中交通管制***的空域管理***收到空域申报时，对于申报的空域与飞行禁区、危险区、限制区有冲突的申请进行警示，提醒管理人员谨慎批复。
所述应急指令包括立即降落、限时降落、高度限制。
本发明的一种飞行安全管控服务的方法包括以下功能：
(10)航迹与空域相关处理；
(11)飞行冲突处理；
(12)空域冲突管理；
(13)禁区管理；
(14)限制区管理；
(15)危险区管理；
(16)可飞行空域管理；
(17)飞行器异常飞行管理；
(18)空域紧急情况管理；
(10)空域开放管理；
(11)空域关闭管理；
(12)紧急空情告知及飞行应急控制。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的范围内，能够轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种飞行安全管控服务的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)当无人机空中交通管制***收到无人机地面站的空域申请并进行批复后，无人机空中交通管制***的空域管理***将空域批复信息提交给无人机空中交通管制***的安全飞行监视***，安全飞行监视***根据批复内容中的空域边界和时段进行飞行监视；
(2)无人机地面站的空域批复处理***收到的空域批复后将批复信息通过地空数据链上传给无人机黑匣子，无人机黑匣子的边界控制***将生成新的飞行边界写入无人机，实现电子围栏功能；
(3)无人机地面站的空域批复处理***收到的空域批复信息也是无人机地面站的本机飞行监视***进行安全监视的依据，当无人机出现越界、超时的预警时，无人机驾驶员根据情况进行操作控制，发出应急指令控制无人机，以避免出现违规飞行，所述应急指令包括立即降落、限时降落、高度限制；
(4)无人机空中交通管制***的安全飞行监视***用于监视无人机的飞行情况，对无人机超范围飞行、超时段飞行的违规行为进行监视，当出现违规时向指挥人员发出警示信息，指挥人员根据警示内容进行应急指挥，并向无人机地面站发出应急指令，无人机地面站的应急处理***收到应急指令后立即向无人机黑匣子转发，无人机黑匣子生成控制指令对无人机进行紧急控制，以避免出现安全事故；所述应急指令包括立即降落、限时降落、高度限制；
(5)当出现违规警示或安全警示时，无人机空中交通管制***的安全飞行监视***也同时向无人机地面站发送，无人机地面站操作人员根据情况通过无人机地面站的操作控制***向无人机发送应急指令，从而避免安全事故；所述应急指令包括立即降落、限时降落、高度限制；
(6)当出现违规警示或危险警示时，无人机空中交通管制***的违规管理***用于进行违规记录并根据需要生成违规报告向安全管理机构上报；
(7)当出现紧急情况时，无人机空中交通管制***和安全管理机构能够相互进行应急情况通报；无人机空中交通管制***的应急指挥***向无人机地面站发出应急指令，由无人机地面站进行应急处理从而控制无人机避免安全事故；无人机地面站的应急处理***收到应急指令后立即向无人机黑匣子转发应急指令，无人机黑匣子生成控制指令对无人机进行紧急控制，从而最快控制无人机避免安全事故；所述应急指令包括立即降落、限时降落、高度限制；
(8)无人机地面站的本机飞行监视***用于监视本机的飞行情况，接近批复空域边界时进行超出范围预警、接近批复的飞行结束时间时进行结束提示；
(9)当无人机空中交通管制***的空域管理***接收到空域申报时，对于申报信息中包含未注册的无人机的申请进行警示，并抑制自动批复功能；所述无人机空中交通管制***的空域管理***用于完成无人机飞行空域申请、空域批复、空域状态管理、空域状态发布以及空域态势相关处理；所述无人机空中交通管制***的空域管理***简称为空域管理；
(10)当无人机空中交通管制***的空域管理***接收到空域申报时，对于申报信息中包含未登记的操控员的申请进行警示，并抑制自动批复功能；
(11)当无人机空中交通管制***的空域管理***收到空域申报时，对于申报信息中包含操控员的操作等级不足以操作申请的无人机类型时进行警示，并抑制自动批复功能；
(12)当无人机空中交通管制***的空域管理***收到空域申报时，对于申报的空域与飞行禁区、危险区、限制区有冲突的申请进行警示，提醒管理人员谨慎批复。
2.根据权利要求1所述的飞行安全管控服务的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述无人机空中交通管制***指专为低空空域管理建设的区别于通用空中交通管制***的信息***；所述无人机空中交通管制***用于完成面向无人机类低空飞行器的登记管理、空域审批及管理、飞行监视及管理、安全管制服务的多类功能并规范无人机飞行器的低空飞行活动以保证空中交通安全、高效；所述无人机空中交通管制***简称为专用ATC***。
3.根据权利要求1所述的飞行安全管控服务的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述无人机地面站指集成了地空通信***、移动通信***、无人机操控***、高性能嵌入式数据处理器、数据存储及液晶显示屏的一种专用设备，为无人机驾驶员提供飞行空域申请、空中动态监视、安全飞行管控、应急情况处理、资料查询、情报交互、通信的服务，从而实现高效方便的空域申请及有效管控下的安全飞行；所述空域批复处理***是无人机地面站空域管理单元，用于接收无人机飞行空域批复信息，进行批复信息与空域管理规定相关处理，并实时显示、提示；所述空域批复处理***简称为空域批复处理；所述无人机黑匣子安装在通航飞机或无人机上、嵌入无人机或通航飞机的飞行控制***中，用于提供定位导航及地空数据通讯功能以实现对无人机飞行活动的及时监控。
4.根据权利要求1所述的飞行安全管控服务的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述无人机空中交通管制***的安全飞行监视***用于完成无人机和周边飞行器安全飞行的监视信息获取、处理、监视，并与批复空域相关；所述无人机空中交通管制***的安全飞行监视***简称安全飞行监视；所述无人机地面站的应急处理***用于完成无人机指令的接收、处理、解释、显示提示、指令发布的功能；所述无人机地面站的应急处理***简称为应急处理。
5.根据权利要求1所述的飞行安全管控服务的方法，其特征在于，所述步骤(5)中，所述无人机地面站的操作控制***指针对特定无人机的操作控制软件平台，用于实现无人机的应急情况下的操控处置；所述无人机地面站的操作控制***简称操作控制。
6.根据权利要求1所述的飞行安全管控服务的方法，其特征在于，所述步骤(6)中，所述安全管理机构指对无人机飞行具有管理权限的专门机构或具有处理与无人机相关安全事务权限的公共安全机构；所述无人机空中交通管制***的违规管理***指用于实时识别无人机违规飞行、违规操作、违规管理的信息***，完成对无人机飞行信息、注册信息、状态信息全面分析比对，提供规则识别，发布违规信息；所述无人机空中交通管制***的违规管理***简称违规管理。
7.根据权利要求1所述的飞行安全管控服务的方法，其特征在于，所述步骤(7)中，所述无人机空中交通管制***的应急指挥***用于完成应急指挥指令的生成、编辑、发布以及为空管人员提供应急指挥操作、警示提示监视；所述无人机空中交通管制***的应急指挥***简称应急指挥。
8.根据权利要求1所述的飞行安全管控服务的方法，其特征在于，所述步骤(8)中，所述无人机地面站的本机飞行监视***用于完成无人机地面站所辖无人机的飞行态势或空域使用状态的监视和控制；所述无人机地面站的本机飞行监视***简称本机飞行监视。
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