科学技术低空无人飞行器的安全控制于海龙哈尔滨飞机工业集团有限责任公司摘要本文:针对低空无人飞行器的安控系统需求提出了一种基于有空基测控站的空地一体安控研究了安控实施模式、安控系统设计方案、安控实施方案等关键技术。关键词:低空无人飞行器;飞行试验;安控理论;安控方法1引言低空无人飞行器是一类低空飞行、依靠遥控的飞行器它可以在地形勘探、救灾等方面起到越来越重要的作用。近年来我国在无人机领域的研究也逐渐加大投人在其导航、姿态控制等方面取得了越来越多的成果。低空无人飞行器具有诸如全程制导、全程可控、机动性强、飞行高度低、飞行速度低、飞行区域广等独特的飞行模式但是正是由于这些独特的飞行模式使得这种飞行器在使用前必须进行多次飞行试验从而对飞行器的安全性、可靠性进行检验。当无人飞行器进行飞行试验时有可能会遇到性能下降或仪器失效等突发状况因此必须做到尽可能多的防范措施。在本文中针对无人飞行器飞行试验的安全控制设计了一种有空基测控站参与的空天一体安控。2有空基测控站参试的安控实施模式(l)试验场安控与无人飞行器中的自主安控实施但二者又有相互结合。(2)试验场安控具有两种模式分别是指控中心安控模式和空基测控站自行安控模式。两种安控模式并不同时运行当一般情况下空基测控站与地面通信正常则采用的是指控中心安控模式由指控中心直接作出安控决策;只有当空基测控站与地面通信中断或得到指控中心授权时才采用空基测控站自行安控模式由空基测控站进行安控决策l[l。(3)两种不同的试验场安控模式具有不同的安控判决模式。其中当采用指控中心安控模式时安控判决既需要判断飞行器的位置又需要保护目标附近判断关键遥测参数;而当采用空基测控站自行安控模式时安控判决只需要判断飞行器位置。3安控系统的设计方案在本文中所设计的安控系统由安控计算机、GPS接收机组成主要实现下面一系列的功能:(1)对全程双通道进行冗余测判。当GPS接收机显示我无人飞行器的GPS定位正常时定位测判通道则可以做出所有的安控决策;一旦GPS接收机显示无人飞行器的GPS定位出现异常安控系统则会自动切换至已提前进行热备份的偏航角积分测判通道由偏航角积分测判通道做出安全决策。同时本系统具备正向、反向相互切换的功能。(2)预防性修偏。当无人飞行器的GPS定位正常时若系统测判出飞行器已经触及了容差线则安控计算机将发出“左修偏”或者“右修偏”的指令直到飞行器纠偏至正常。这样就可以提前预防越界事件的发生。(3)具有超程、超时自毁的功能。当无人飞行器的飞行超过了预定的距离或预定的飞行时间时安控计算机将能够根据情况需要定距、定时的发送超程自毁的遥控指令。4安控实施方案设计(l)当指控中心安控判断无人飞行器的GPS信号源正常时安控决策将会由安控指挥员做出对飞行器位置的判断则是采用人机结合的方式。此时安控指挥员根据自己的主观能动性判断决定是否进行安控。当安控指挥员判断需要发送安控指令时指控中心安控台将会向地面测控设备和首区机动数据采集系统同时发送安控指令。首区机动数据采集系统将会转发安控指令给空基测控站再由空基测控站转发给机载的安控系统最终由飞行器上自身的安控系统发出安控指令z[]。(2)当指控中心能够根据无人飞行器的位置而进行有效的安控判决但无法对无人飞行器实施远程操控时由安控指挥员判断并决定是否实施安控。如果决定了实施安控决策则通过调度地面测控设备和空基测控站执行“转本控”并发送相应的安控决策指令。(3)空基测控站可以进行自行安控但这需要安控指挥员授权。当安控指挥员授权后空基测控站将会进人自行安控模式;一旦按空指挥员取消授权空基测控站则会退出自行安控模式。(4)当空基测控站与地面引导数据的数据接收的时间间隔中断超过了105空基测控站应向上级调度及时报告若上级调度在三次连续呼叫后仍无应答则该空基测控站将会进人自行安控模式。当空基测控站与地面引导数据接收正常化后将再次与上级调度进行沟通后经确认后将退出自行安控模式并及时跟踪报告。(5)当空基测控站无法对无人飞行器的位置参数进行有效获取时将不会实施自行安控。(6)当安控指挥员发现无人飞行器将要触及或者超越重点保护目标的告警线时首先需要向指控中心询问关键遥测参数是否正常。若遥测参数不正常则需要立即咨询安控专家组的意见并根据安控专家组的意见在适当的时间向安控台下达适当的命令和口令。5总结本文针对低空无人飞行器飞行试验研究了其中的安控实施模式、安控系统设计方案、安控实施方案。参考文献:[l]关世义三论超低空突防战术和技术[]J战术导弹技术201002:45一48[2]徐正荣某型超低空无人机设计特点与关键技术分析「.J]南京航空航天大学学报91910:326一13加16年1月一49并
