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17
4月

NASA空域无人机集成系统(Unmanned Aircraft Systems)

越来越需要在国家空域系统(NAS)中飞行无人飞机系统(UAS),以执行对国家安全和国防,紧急情况管理,科学以及实现商业应用至关重要的任务。但是,NAS中的UAS的常规访问仍未实现。基于此需求,NAS项目中的UAS集成(以下称为UAS-NAS项目)已经确定了以下需求声明:UAS社区需要常规访问所有类UAS的全球空域。基于这一需求,该项目确定了以下目标:提供利用模拟和飞行测试的研究成果,以支持开发和验证将无人飞机系统整合到国家空域系统中所需的侦听和避开(DAA)和指挥与控制(C2)技术。因为这是UAS社区面临的如此广泛的挑战,所以UAS-NAS项目认识到与该社区中的其他人共同努力克服技术,运营和公众认知障碍的重要性。

UAS检测和避免操作概念和技术

开发支持标准的检测和避免(DAA)操作概念和技术,以使具有与IFR一致的通信,导航和监视(CNS)功能的各种UAS成为可能并需要侦查和避免载人和无人空中交通

此技术挑战中的目标是提供研究结果,以开发和验证UAS最低运行性能标准(MOPS),以实现合理的理解和避免(SAA)性能和互操作性。工作包括确定候选SS和CA算法的所需性能,SAA监视系统要求以及SAA子功能的性能特征以及它们之间的相互作用。它还包括支持定义传感器和与算法无关的机动性要求,以及评估传感器不确定性和车辆性能限制对SAA机动执行的影响。

目标:

»针对感知和避免系统及其子功能,推荐一套最低性能标准,以达到社区定义的总体目标性能水平证实“检测并避免”(DAA)MOPS的开发,文件评估和以下方面的建议:

 (1)UAS性能和遇到的几何形状对DAA要求的影响

 (2)在SAA算法和概念/过程级别影响下,由于传感器不确定性/性能而导致的降级监视数据

方法:

»在空域概念评估系统(ACES)中创建新的建模和仿真功能,并使用ACES进行一系列快速仿真。

»参加IHITL以获取人员绩效指标,由SAA系统推荐的SS演习

»参加飞行测试以验证:传感器模型和需求,轨迹预测性能以及SS和/或CA避让机动有效性

»进行批量仿真以评估特定机动算法

»进行HITL评估SAA算法和飞行员指导程序

»进行HITL评估机动控制器对“自分离”所执行的可接受性为了使其他流量保持“清晰”

UAS指挥与控制系统

开发卫星(Satcom)和基于地面的指挥与控制(C2)操作概念和技术以支持标准,以支持具有通信,导航和监视(CNS)功能的各种UAS与IFR操作保持一致,并且需要利用分配的受保护频谱

此技术挑战中的目标是提供研究成果,以开发和验证用于地面指挥与控制(C2)通信的UAS最低运行性能标准(MOPS)。工作包括开发和飞行测试样机地面工作工作包括开发和飞行测试样机地面控制和非有效载荷通信(CNPC)系统,以开发和验证性能要求。它还包括针对民用UAS操作进行分析并提出CNPC安全建议,执行UAS频谱分析和测试,以及开发仿真环境以对UAS CNPC系统进行分析并验证仿真。

目标:

»开发并验证符合建议的国际/国家法规,标准和惯例的候选UAS控制和非有效载荷通信(CNPC)系统原型

»进行分析并为民用UAS操作提出CNPC安全建议:

 (1)开发数据和原理以获取适当的频谱分配,以使NAS中的UAS安全有效地运行

 (2)执行分析以支持有关CNPC和ATC通信集成的建议,以确保UAS在NAS中安全有效地运行

方法:

»使用RTCA SC-228 WG-2在相关综合测试环境和混合交通环境中提出的性能要求来开发和验证候选UAS CNPC系统原型

»持续提供有关UAS CNPC开发的信息,以维护/确定UAS LOS CNPC分配的技术参数并支持确保标准制定

»开发可预测性能的控制通信系统链接模型;飞行测试中验证

»在与SAA和HSI组件连接时,验证安全的地面CNPC系统的性能;飞行测试中验证

系统集成和运营(SIO)

通过利用集成的DAA,C2和最新的车辆技术以及通向证书的途径告知FAA UAS集成策略和操作程序,来展示NAS中强大的UAS操作。

此技术挑战中的目标是开发一个相关的测试环境,以用于产生研究结果,以开发和验证人机集成(HSI)准则,感知和避免(SAA)以及命令和控制(C2)最低运行性能标准,支持将UAS集成到NAS的测试场景。工作包括开发一个集成的测试环境,以开发,测试和探索子项目技术的主要挑战和技术目标,以及开发概念,技术和功能,以评估相关领域中NAS上的UAS的整体运行情况环境,并领导综合测试事件的测试计划。

目标:

»开发一个实时的虚拟建设性(LVC)分布式测试环境,以在相关环境中集成和测试子项目的关键技术

»记录设计,目标,指标,数据收集和资产,以进行集成测试事件

»进行计划和执行集成测试事件:IHITL,FT3和FT4

方法:

»对集成测试事件和相关测试计划进行系统的审查,以确保准备就绪并确保功能,物理和操作性能要求满足UAS-NAS项目目标

»与研究人员一起定义和测试空域和情景文件

»执行并报告集成测试事件

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