用于无人机超视距管控的系统及其工作方法与流程

1.本发明属于无人机控制技术领域，具体涉及一种用于无人机超视距管控的系统及其工作方法。


背景技术：

2.随着基于公众移动通信网的轻小型无人机超视距控制技术的发展，对无人机的安全控制和监管将面临更加严峻的挑战：
3.超视距控制无人机的切换问题：当无人机采用超视距控制，无人机飞行范围加大，可能会面临接入地址、空管服务位置变更问题。如：使用公众移动通信网接入，超视距控制无人机可能飞行到当前通信管理范围之外，导致无人机获得的无线接入ip地址变更。此时需要完成通信切换控制，以维持无人机操控器和空管服务网络的持续通信。同时，当飞行范围进一步扩展，可能飞出本空管控制区域，此时需要完成管理切换控制，以维持无人机在新空管控制域的管控；
4.无人机的超控安全问题：当无人机与无人机操控器采用公众移动通信网进行通信，意味着无人机和无人机操控器需接入公众移动通信网提供的互联网。在这一环境下，黑客无需抵近攻击无人机操控器与无人机之间的无线链路，只需远程攻击无人机与无人机操控器之间在互联网上的通信链路即可超控无人机，导致无人机面临被恶意攻击、被超控利用等相应安全问题；
5.无人机的干扰控制问题：当无人机采用直连无线链路，由于其使用2.4g和5.8g的开放频段，当发现无人机进入限制区域，可采用无线干扰等手段对无人机进行控制。但如果无人机使用公众移动通信网进行超视距控制，由于其使用的是公众移动通信网，如果采用干扰等手段，对公众影响会较大；
6.无人机定位与追溯问题：当无人机采用直连无线链路，当发现进入限制区域的无人机，可通过对无线链路的探测等手段，发现无人机驾驶员的大致方向和范围，并对其进行定位和控制。但是如果无人机采用公众移动通信网，其控制距离可以超远，且可通过互联网在任何位置对无人机进行控制，这极大增加了对无人机定位和追溯的难度；
7.无人机飞行范围控制问题：当无人机采用直连无线链路，其控制范围有限，无人机的活动范围也有限，对无人机的飞行范围掌控可通过对无人机操控器的位置掌控实现。但当采用超视距控制方式，无人机的活动范围在理论上已无上限，对无人机的位置掌控和飞行区域授权已经无法根据无人机操控器的位置进行管理。需提供新的手段，对无人机的位置进行实时跟踪，并判断是否触碰限制区域；
8.无人机飞行服务问题：无人机采用直连无线链路飞行过程中，由于飞行范围不大，其气象条件、空中交通状况等，可由无人机驾驶员直接根据视距范围判断。但在超视距控制方式下，无人机驾驶员对无人机飞行环境是无从掌握的，这将带来极大的安全隐患。因此，需对超视距无人机驾驶员提供更全面的空情感知、气象感知、限制空域感知等服务。在超视距无人机控制过程中，无人机操控员对空管服务具有更强的依赖性。
9.这些研究和实验证明，基于公众移动通信网络能够对无人机进行超视距控制，且这已经成为轻小型无人机未来的发展方向。超视距控制的无人机对目前已经陷入困境的无人机监管带来更加严峻的挑战。
10.因此，基于上述技术问题需要设计一种新的用于无人机超视距管控的系统及其工作方法。


技术实现要素：

11.本发明的目的是提供一种用于无人机超视距管控的系统及其工作方法。
12.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于无人机超视距管控的系统，包括：
13.至少一台无人机，和
14.至少一台无人机操控器，所述无人机与所述无人机操控器一一对应，所述无人机操控器适于发送飞行控制指令至对应的无人机，以控制所述无人机；
15.至少一台无人机接入网关，和
16.无人机控制器，所述无人机操控器适于发送飞行控制指令至相应无人机接入网关，无人机控制器适于通过所述无人机接入网关将飞行控制指令发送至无人机操控器对应的无人机，以超视距控制所述无人机。
17.进一步，所述系统还包括：无人机注册器；
18.所述无人机控制器适于接收无人机和与该无人机对应的无人机操控器发送的注册信息，并将注册信息发送至所述无人机注册器，以通过所述无人机注册器完成无人机和与该无人机对应的无人机操控器注册；
19.所述无人机注册器适于在无人机和与该无人机对应的无人机操控器注册成功时生成匹配标识；
20.所述无人机控制器适于通过所述无人机接入网关接收无人机的标识和无人机操控器的标识，并根据匹配标识判断无人机与无人机操控器是否匹配。
21.进一步，所述系统还包括：工作站；
22.所述工作站适于发送强制控制指令至所述无人机控制器，并经由所述无人机控制器通过所述无人机接入网关分发至相应无人机和无人机操控器，以对无人机进行强制控制；
23.所述工作站适于接收所述无人机控制器发送的无人机的位置信息，该位置信息由所述无人机发送至所述无人机接入网关后发送至所述无人机控制器。
24.进一步，所述无人机适于发送位置信息；
25.所述无人机适于接收飞行控制指令。
26.进一步，所述无人机操控器适于接收所述无人机发送的位置信息，并且所述无人机操控器的显示模块适于显示相应无人机的位置信息；
27.所述无人机操控器适于在所述工作台发出强制控制指令时接收由工作台发出的强制控制提醒，即
28.所述工作台发出强制控制指令时同时发出强制控制提醒，强制控制提醒由无人机控制器通过所述无人机接入网关分发至相应无人机操控器。
29.进一步，所述无人机接入网关设置在移动通信网的网络边缘，以使无人机与无人
机控制器之间建立安全链路；
30.所述无人机接入网关适于接收所述无人机通过无人机内的无人机机载通信模块发送的飞行状态和位置信息，并发送至所述无人机控制器；
31.进一步，所述无人机控制器适于通过所述无人机接入网关接收无人机与对应的无人机操控器发送的注册、注销信息，并发送至所述无人机注册器，以通过所述无人机注册器实现无人机与对应的无人机操控器的注册、注销。
32.另一方面，本发明还提供一种用于无人机超视距管控的系统的工作方法，包括：
33.无人机操控器发出飞行控制指令；
34.无人机控制器控制无人机接入网关转发飞行控制指令；
35.无人机根据转发的飞行控制指令进行相应动作，超视距控制无人机。
36.进一步，所述用于无人机超视距管控的系统适于采用上述的用于无人机超视距管控的系统实现超视距控制无人机。
37.本发明的有益效果是，本发明通过至少一台无人机，和至少一台无人机操控器，所述无人机与所述无人机操控器一一对应，所述无人机操控器适于发送飞行控制指令至对应的无人机，以控制所述无人机；至少一台无人机接入网关，和无人机控制器，所述无人机操控器适于发送飞行控制指令至相应无人机接入网关，无人机控制器适于通过所述无人机接入网关将飞行控制指令发送至无人机操控器对应的无人机，以超视距控制所述无人机，实现了无人机超视距安全控制。
38.本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
39.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
40.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
41.图1是本发明所涉及的用于无人机超视距管控的系统的原理框图；
42.图2是本发明所涉及的无人机管控接入方式示意图；
43.图3是本发明所涉及的用于无人机超视距管控的系统的示意图；
44.图4是本发明所涉及的用于无人机超视距管控的系统功能架构示意图。
具体实施方式
45.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
46.实施例1
47.图1是本发明所涉及的用于无人机超视距管控的系统的原理框图。
48.如图1所示，本实施例1提供了一种用于无人机超视距管控的系统，包括：至少一台无人机(ua:unmannedaircraft)，和至少一台无人机操控器(uas：unmannedaircraftstation)，所述无人机与所述无人机操控器一一对应，所述无人机操控器适于发送飞行控制指令至对应的无人机，以控制所述无人机；例如可以是两台无人机，以及两台无人机操控器，每台无人机对应一个无人机操控器；至少一台无人机接入网关(uag：unmannedaircraftgateway)，例如两台无人机接入网关，一台无人机接入网关对应一台无人机以及配套的无人机操控器，和无人机控制器(uac：unmannedaircraftcontroller)，所述无人机操控器适于发送飞行控制指令至相应无人机接入网关，无人机控制器适于通过所述无人机接入网关将飞行控制指令发送至无人机操控器对应的无人机，以超视距控制所述无人机；由于无人机与无人机控制器之间数据通信量较大，无人机和无人机操控器可以通过同一个uag接入；多个uag连接到一个uac；多个uac通过一个uac完成控制汇聚；由于采用移动互联网接入，接入范围可以不受限制，但鉴于控制和通信的时效性，应采用无人机控制器就近接入的方式，实现超视距控制；uag和uac的控制范围，不再根据地理位置划分，而是根据容量和就近接入点划分。
49.在本实施例中，所述系统还包括：无人机注册器(uar：unmannedaircraft register)；所述无人机控制器适于接收无人机和与该无人机对应的无人机操控器发送的注册信息，并将注册信息发送至所述无人机注册器，以通过所述无人机注册器完成无人机和与该无人机对应的无人机操控器注册；所述无人机注册器适于在无人机和与该无人机对应的无人机操控器注册成功时生成匹配标识；所述无人机控制器适于通过所述无人机接入网关接收无人机的标识和无人机操控器的标识，并根据匹配标识判断无人机与无人机操控器是否匹配，实现了无人机超视距安全控制；无人机注册器(uar)设备完成无人机身份信息存储、无人机驾驶员身份信息存储、无人机位置信息存储等功能，以支持无人机和无人机驾驶员的身份信息管理、注册认证、位置管理服务；uar的主要功能是完成ua、uas的注册管理、接入授权管理、绑定授权管理、移动寻址管理等。在无人机起飞前，uas控制终端需向空管服务网络进行注册，向空管服务网络申报对ua机载终端的控制关联绑定，这一绑定需进行ua和uas之间的鉴权和授权。在授权通过后，uas能够控制ua飞行，同时确保ua和uas的接入安全。无人机注册器采用嵌入式的硬件平台及支持高可用的设备解决方案。uar主要功能包括：(1)提供无人机标识、无人机操控器标识的信息管理，提供基于无人机标识、无人机操控器标识的接入鉴权与有效性认证管理；(2)提供无人机与对其管控的无人机操控器的关联信息维护，包括映射关系的建立、更新、删除等。完成无人机操控器对无人机控制权限的管理，包括授权、阻塞等，支持对无人机控制状态的查询和更新；(3)在无人机、无人机操控器的移动过程中，提供无人机、无人机操控器的移动性管理，完成无人机、无人机操控器在移动过程中的网络地址、接入网关、接入链路等接入信息的注册与更新；(4)支持通过无人机标识、无人机操控器标识等进行无人机、无人机操控器的接入信息查询。uar主要性能/指标包括：(1)采用低功耗嵌入式cpu，主频≥1.8ghz；(2)运行内存≥4g；(3)存储容量≥320g；(4)提供≥3个千兆以太网口；(5)设备自带监控告警液晶面板和操作按键；(6)支持≥1500架无人机和无人机操控器的信息管理；(7)事务处理能力≥300tps(每秒事务处理)。
50.在本实施例中，无人机、无人机、无人机操控器、无人机接入网关、无人机控制器、无人机注册器均可以采用自制的自制无人机、自制无人机操控器、自制无人机接入网关、自制无人机控制器、自制无人机注册器；ua和uas可以组成无人机控制系统，uag是无人机接入空管核心网的边界网关，uac、uar共同组成无人机控制与服务系统为无人机和无人机控制系统提供服务，并通过连接管制终端，实现面向无人机的空中交通管制。
51.在本实施例中，所述系统还包括：工作站(可以是两个，分别管理不同的空域)；所述工作站适于发送强制控制指令至所述无人机控制器，并经由所述无人机控制器通过所述无人机接入网关分发至相应无人机和无人机操控器，以对无人机进行强制控制；所述工作站适于接收所述无人机控制器发送的无人机的位置信息，该位置信息由所述无人机发送至所述无人机接入网关后发送至所述无人机控制器。
52.在本实施例中，所述无人机适于发送位置信息；所述无人机适于接收飞行控制指令；无人机(ua)上携带机载设备，支持全球卫星定位，支持与于公众移动通信网建立通信连接完成数据通信，支持查询无人机接入网关(uag)并与之建立安全连接，支持向管制员工作站发送无人机监视信息，支持接收并响应来自管制员工作站的强行接管指令(强制控制指令)；除了支持处理基于安全连接收到的控制指令，还支持基于全球卫星定位构造ads报文并定时下发；无人机(ua)为接入4g移动通信网的轻型四旋翼可操控无人机，采用主动机载终端模式与地面通信；主动机载终端模式即无人机中的控制终端支持公众移动通信网，支持全球卫星定位系统，从而能够采集并上报无人机的位置，能够通过公众移动通信网建立超视距通信连接，完成超视距信息传递和控制；具体的，主动机载终端模式主要功能包括：(1)ua的机载终端能支持地面通信与控制设备的安全接入管理。ua的机载终端能接收地面通信与控制设备发出的接入认证、授权认证等认证指令，并建立与地面通信与控制设备可靠的通信连接；(2)ua的机载终端能定时发送位置信息。按固定时间间隔，ua的机载终端通过4g移动通信网络，向管制员工作站发送无人机的位置信息；(3)ua的机载终端能接收和响应无人机操控器发出的飞行控制指令；(4)ua的机载终端能接收和响应管制员工作站发出的强行接管指令，强行接管指令包括但不限于：旋停、就地降落、原路径返航；(5)ua的机载终端接受管制员工作站强行接管指令的优先级最高。ua主要性能/指标可以包括：(1)续航≥25分钟；(2)最大飞行速度≥3m/s；(3)最大载重量≥700g；(4)最大升限≥500m；(5)支持手动遥控和自主飞行；(6)支持微型空中飞行器链路通讯协议(mavlink)；(7)位置信息发送时间间隔≤1s；(8)携带的公共移动通信模块支持4g移动通信网络。
53.在本实施例中，所述无人机操控器适于接收所述无人机发送的位置信息，并且所述无人机操控器的显示模块适于显示相应无人机的位置信息；所述无人机操控器适于在所述工作台发出强制控制指令时接收由工作台发出的强制控制提醒，即所述工作台发出强制控制指令时同时发出强制控制提醒，强制控制提醒由无人机控制器通过所述无人机接入网关分发至相应无人机操控器；无人机操控器(uas)上携带控制设备，对自制无人机(无人机)进行飞行控制，支持全球卫星定位，支持与公众移动通信网建立通信连接完成数据通信，支持查询无人机接入网关(uag)并与之建立安全连接，支持基于安全连接完成身份认证、无人机绑定及控制指令收发，在无人机不支持ads应用时，接受无人机的位置信息，代理无人机构造ads报文并转发；无人机操控器(uas)为支持接入公共数据网络的控制终端，主要完成对ua的控制；具体的uas主要功能包括：(1)uas能支持自制地面通信与控制设备的安全接入
管理。自制无人机操控器能够接收自制地面通信与控制设备发出的接入认证、授权认证等认证指令，并建立与自制地面通信与控制设备可靠的通信连接；(2)uas能向自制无人机发送控制指令；(3)uas能支持显示自制无人机的航迹信息。uas能够与地理信息系统结合，图示化地显示无人机的位置等飞行信息；(4)uas支持常规的无人机操控指令与航路规划，还能实现自动、定点、绕圆等航路规划模式；(5)uas能接收管制员工作站强行接管自制无人机的通知；(6)具有可以显示无人机位置、管制服务数据等信息的屏幕。uas主要性能/指标包括：(1)支持微型空中飞行器链路通讯协议(mavlink)；(2)具备通过wifi或有线连接接入公众通信网络的能力；(3)外观为便携式手持终端，屏幕尺寸≥5英寸，分辨率≥1280*720，重量≤2kg；(4)采用通用操作系统。
54.图2是本发明所涉及的无人机管控接入方式示意图。
55.在本实施例中，所述无人机接入网关设置在移动通信网的网络边缘，以使无人机与无人机控制器之间建立安全链路；所述无人机接入网关适于接收所述无人机通过无人机内的无人机机载通信模块发送的飞行状态和位置信息，并发送至所述无人机控制器；无人机接入网关(uag)设备完成无人机指令与控制数据链路和无人机控制终端(无人机操控器/远程驾驶航空器系统)指令与控制数据链路的接入；无人机的机载设备和无人机控制终端通过公众移动通信网完成与uag的连接，并可通过vpn组成虚拟专用网，以完成控制指令与控制数据的安全交换，同时，在必要的时候，基于uag完成无人机的超控(超视距控制)。
56.uag主要完成ua、uas的接入管理，在无人机飞行过程中，ua上的机载终端和uas上的控制终端，需实时进行数据通信，以完成位置感知与控制。在基于公众移动通信网的超视距控制条件下，uag能够为ua和uas提供安全隧道，隔离公众移动通信网。同时，通过安全隧道接入空管服务网，以支持ua、uas的接入注册、飞行计划申报和空中交通管理服务；自制无人机接入网关采用嵌入式的硬件平台及支持高可用的设备解决方案。uag主要功能包括：(1)支持无人机机载通信模块通过移动互联网连接接入网关，定时发送飞行状态及航迹信息；(2)支持无人机操控器通过互联网连接接入网关，向无人机发送飞行控制指令；(3)可以识别无人机、无人机操控器、管制员工作站之间的飞行控制指令和数据，并根据无人机操控器、无人机、管制员工作站等标识，完成控制指令与数据的分发；(4)在无人机控制器的控制下，完成服务数据向多个无人机操控器的分发。当空域管理系统提供tis/fis信息服务时，可以向在特定空域飞行的无人机所对应的无人机操控器广播气象、交通信息等；(5)在无人机控制器的控制下，可向多个指定的管制员工作站按需分发无人机的航迹报文；(6)可方便、自制化地开发与管制员工作站、空域管理系统的数据交换接口，用于监视信息、管控服务数据等信息的接收和发送。uag部署在公众移动通信网的网络边缘，接入无人机和无人机控制器，并支持提供无人机与无人机控制器之间建立安全链路。uag通过多方协同控制实现无人机与无人机控制器之间控制指令的本地疏导转发，并实现控制指令或航迹信息向监管中心的分发，及控制指令的超控插入，解决了超视距无人机监管(如图2所示)。uag主要性能/指标包括：(1)采用低功耗嵌入式cpu，主频≥1.6ghz；(2)运行内存≥1g；(3)存储容量≥250g；(4)提供≥3个千兆以太网口；(5)设备自带监控告警液晶面板和操作按键；(6)支持≥80批次无人机和无人机操控器的公众移动通信网连接；(7)可静态配置报文分发路由；(8)报文发送延迟≤80毫秒(ms)。
57.在本实施例中，所述无人机控制器适于通过所述无人机接入网关接收无人机与对
应的无人机操控器发送的注册、注销信息，并发送至所述无人机注册器，以通过所述无人机注册器实现无人机与对应的无人机操控器的注册、注销；无人机控制器(uac)设备完成无人机控制指令的解析、无人机接入认证控制、无人机操控器接入认证控制、无人机与无人机操控器之间的数据交换控制、无人机与空域管理服务器数据交换控制、无人机操控器与空域管理服务器数据交换控制等功能，支持管制员工作站的区域、分区划分，即当无人机跨区域、跨分区飞行时，能按照区域、分区的划分完成无人机及无人机操控器与相应管制员工作站之间的信息及数据交换；uac的主要功能是提供ua、uas、uar、管制终端之间的通信控制；在无人机起飞前，uas控制终端需向空管服务网络进行注册，建立通信连接，向空管服务网络申报对ua机载终端的控制关联绑定，绑定成功后，ua与uas之间能够双向完成数据服务和控制通信；因此，uac需管理ua、uas的可连接性，管理ua、uas之间的通信关联关系；自制无人机控制器采用嵌入式的硬件平台及支持高可用的设备解决方案；uac主要功能包括：(1)根据无人机和无人机操控器提供的标识(识别码)，完成无人机和无人机操控器的安全接入认证；(2)完成无人机、无人机操控器的注册、注销等，维持与无人机、无人机操控器的控制信道连接，并将无人机、无人机操控器的注册、注销请求及离线通知发送给无人机注册器，以实现通信控制注册管理；(3)在整个无人机飞行过程中实现和维持无人机与无人机操控器的关系映射，完成无人机、无人机操控器之间的控制指令寻址与转发；(4)在整个无人机飞行过程中实现和维持无人机、无人机操控器与管制员工作站之间的关系映射，完成无人机、无人机操控器与管制员工作站之间指令、数据的寻址与转发；(5)根据无人机、无人机操控器、管制员工作站之间的关联关系，完成对无人机接入网关的上下行路由表管理等；(6)当无人机跨区域、跨分区飞行时，按照管制员工作站区域、分区的划分完成无人机及无人机操控器与所属区域、分区管制员工作站之间的信息及数据交换。uac主要性能/指标包括：(1)采用低功耗嵌入式cpu，主频≥1.8ghz；(2)运行内存≥4g；(3)存储容量≥320g；(4)提供≥3个千兆以太网口；(5)设备自带监控告警液晶面板和操作按键；(6)支持≥150批次无人机和无人机操控器的注册认证；(7)支持≥150批次无人机与无人机操控器的控制关联管理；(8)事务处理能力≥300tps(每秒事务处理)。
58.图3是本发明所涉及的用于无人机超视距管控的系统的示意图。
59.在本实施例中，根据ac
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fs
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31的规定，无人机管控系统(用于无人机超视距管控的系统)需具备无人机云系统、电子围栏、主动反馈系统、被动反馈系统等功能；在用于无人机超视距管控的系统中，uag、uac、uar将协同完成无人机云系统提出的电子围栏、气象服务、航行服务等；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。接入系统的无人机应即时上传飞行数据，无人机云系统对侵入电子围栏的无人机具有报警功能。其中，电子围栏是指为阻挡即将侵入特定区域的航空器，在相应电子地理范围中画出特定区域，并配合飞行控制系统、保障区域安全的软硬件系统。为支持对无人机运行数据进行实时监测，需提供主动反馈系统和被动反馈系统。其中主动反馈系统是指运营人主动将航空器的运行信息发送给监视系统。被动反馈系统是指航空器被雷达、ads
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b系统、北斗等手段从地面进行监视的系统，该反馈信息不经过运营人。既符合国际民航组织(icao)在新航行系统(cns/atm)中提出的航空电信网(atn)的网络结构，又满足无人机超视距运行(bvlos:beyondvlos,无人机在目视视距以外的运
行)需求与无人机管控需求的无人机超视距管控系统结构如图3所示，其中空
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地(atna
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g)链路主要采用移动终端和4g移动通信网络，地
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地骨干网(atng
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gbackbone)主要采用自制网关、控制器、注册器等设备。针对无人机的定位，可考虑通过无人机主动上报位置方式，研究符合中国民用航空规章ccar
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91部咨询通告ac
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91
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fs
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31中主动反馈系统需求的无人机位置上报机制。同时结合公众移动通信网终端定位机制，对无人机和无人机操控器进行定位，避免无人机不报位置或谎报位置。通过无人机位置监控，配合电子围栏进行无人机空域使用的控制。针对无人机的追溯，可研究满足符合中国民用航空规章ccar
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91部咨询通告ac
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31的飞行器与驾驶员认证机制，保证飞行的无人机与无人机驾驶员经过系统识别。在具备定位、追溯和电子围栏基础上，完善飞行计划申报与审批机制。在无人机起飞前，无人机操控器进行飞行计划申报，避免在限制区域起飞。在无人机飞行过程中，无人机操控器能够实时获得无人机飞行空域告警，避免飞入限制区域。建立满足符合中国民用航空规章ccar
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91部咨询通告ac
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31的飞行计划审批、飞行器与驾驶员认证、电子围栏等功能的管制体系；解决了无人机位置的标识、定位问题；在此基础上，能够验证与之相匹配的无人机操控器设备、网络控制设备、网络服务设备、管制站设备，为无人机驾驶员提供无人机授权飞行服务。
60.图4是本发明所涉及的用于无人机超视距管控的系统功能架构示意图。
61.在本实施例中，无人机管控系统(用于无人机超视距管控的系统)的功能架构划分为航空通信应用平面和航空通信传送平面(如图4所示)；航空通信传送平面主要在ua、uas、uag和空管网络的管制站之间建立起以ip为基础的信息数据传输层面，完成ads、tis、fis等空中交通管理数据的传输，和ua、uas与uac之间的控制指令传输；航空通信应用平面主要在ua、uas、uac、uar和空管网络中的管制站之间，通过控制指令完成ua和uas注册、认证，ua和uas绑定，ua和uas位置查询，uac对uag的分发路由表控制等；nm接口：ua、uas与公众移动通信网的接口，无线接口。主要用于ua、uas接入公众移动通信网，完成数据传输；ua的载荷通信数据，如照片、视频、传感器信息等将通过nm接口直接在ua与uas之间传输；nf接口：uag与公众移动通信网的接口，有线接口；主要用于ua和uas信息的落地。即完成ua、uas与地面网络之间的数据通信；np接口：ua和uas之间、ua和uas与无人机云服务之间的控制指令、空域管理服务报文的承载与交换；ud接口：ua与uas之间的逻辑接口，完成ua与uas之间的控制指令交换，载荷数据交换；cm接口：uac与ua、uas之间的逻辑接口，完成ua、uas的注册与认证控制，完成ua与uas之间的绑定管理；ce接口：uac与uag之间的控制接口，主要用于上报ua、uas的注册请求、认证请求、绑定请求等，完成uac控制下的uag路由表变更；cf接口：uac与空管网络中的管制站、空域管理系统之间的接口，完成ua、uas绑定查询、位置查询、管制关系查询等；rx接口：uar与uac之间的接口，完成ua、uas认证信息查询、基础信息查询等；基于公众移动通信网的无人机的机载设备和无人机操控器，重点解决了设备的发现、识别、通信控制等关键技术。并在此基础上，通过无人机机载设备、无人机操控器设备和网络控制设备，可以为无人机和无人机操控器提供安全可信的接入无人机云服务及超视距控制的手段，解决了无人机的安全接入、识别与超控，在无人机通过公众移动通信网接入管控系统过程中，提供无人机接入链路的活动性，以快速发现连接中断和连接变更。
62.通过ua、uas、uac、uar和uag配合，解决无人机与无人机操控器(无人机驾驶员)关联机制，根据关联将原面向有人驾驶飞行器的自动相关监视(ads)、交通信息服务(tis)、飞
行信息服务(fis)、空中交通指挥调度(ats)等空中交通管理服务(atsc)转而向与无人机分离的无人机操控器提供。通过建立面向无人机的服务代理，完成无人机标识与无人机操控器标识关联映射，向无人机提供服务前由该代理进行标识转换，从而避免影响现有空管服务体系。在此基础上，可验证与之相匹配的无人机机载设备、无人机操控器设备、网络控制设备、网络服务设备、管制站设备，为无人机驾驶员提供全面的无人机驾驶服务，为空域管制人员提供全面的无人机监控手段。
63.在本实施例中，无人机、无人机操控器、无人机接入网关、无人机控制器、无人机注册器的各功能的实现方法均采用现有技术，本实施例不对方法做出改进。
64.实施例2
65.在实施例1的基础上，本实施例2还提供一种用于无人机超视距管控的系统的工作方法，包括：无人机操控器发出飞行控制指令；无人机控制器控制无人机接入网关转发飞行控制指令；无人机根据转发的飞行控制指令进行相应动作，超视距控制无人机。
66.在本实施例中，所述用于无人机超视距管控的系统适于采用上述的用于无人机超视距管控的系统实现超视距控制无人机。
67.综上所述，本发明通过至少一台无人机，和至少一台无人机操控器，所述无人机与所述无人机操控器一一对应，所述无人机操控器适于发送飞行控制指令至对应的无人机，以控制所述无人机；至少一台无人机接入网关，和无人机控制器，所述无人机操控器适于发送飞行控制指令至相应无人机接入网关，无人机控制器适于通过所述无人机接入网关将飞行控制指令发送至无人机操控器对应的无人机，以超视距控制所述无人机，实现了无人机超视距安全控制。
68.本申请中选用的各个器件(未说明具体结构的部件)均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
69.在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
70.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
71.另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
72.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。