[发明专利]一种机载无人机防撞技术验证系统及其验证方法

说明书

本发明提供一种机载无人机防撞技术验证系统及其验证方法，搭载了防撞设备的无人机，通过在航路航线以及终端区进行真实飞行，以进行机载防撞设备的测试；无人机地面站，通过空地通信链路进行机载数据与仿真数据的传输，进行无人机飞行数据仿真模块与机载端的数据中转；机载无人机防撞技术验证方法模块，包括以下子模块：测试场景生成模块、真实航迹数据接收模块、真实航迹预处理模块、真实航迹预测模块、仿真航迹生成模块、仿真航迹数据发送模块。本发明通过无人机航路航线与终端区的真实飞行、仿真的监视数据多源化、仿真的数据实时化、仿真的场景真实化，可以大大提高无人机防撞技术验证的真实性与有效性。

技术领域

本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种机载无人机防撞技术验证系统及其验证方法。

背景技术

近年来，随着航空产业的发展，无人机、空中巴士、有人通航飞机作为低空航空运输产业的主要承担者指日可待。届时，低空空域交通参与者繁杂、交通流量大、交通拥堵、飞行路径混乱。无人机是航空运输系统发展的必然趋势，但目前的航空运输系统无法适应无人机运行，有人机与无人机必须采用隔离运行方式，严重制约了无人机及相关产业的发展，中大型无人机的机载防撞技术将成为解决当前问题的关键点。

机载防撞设备的功能和性能，直接关系到飞行器的空中飞行安全，因此在加装机载防撞设备的之前，需对机载设备进行全面的地面测试和飞行验证，确保机载防撞设备各项指标均满足设计要求。进行飞行验证测试，需要对防撞设备的防撞功能和性能进行验证，如果本机和入侵机都采用真机的方式进行飞行测试，无法保证本机与入侵机的空中飞行安全，同时在我国现有的航空相关政策下，也无法进行此类交通场景的测试。

针对航空器避撞设备的测试，当前存在两种测试方法。除了真机飞行测试之外，通过飞行的理论算法仿真，得到仿真的防撞测试结果是近些年来的一大主流测试方法。一般的防撞算法仿真系统会基于航空器的飞行或测试的需要，而使用多种多样的飞行数据仿真方法，涵盖了航空器直线飞行、转弯飞行、匀速飞行、变速飞行等多种飞行模式，最终得到防撞测试的仿真测试结果。

现有的防撞算法仿真系统，属于完全的地面系统防撞仿真测试，其输出结果属于理论性很强的算法计算结果，虽然近些年来部分防撞算法仿真系统考虑了航空器在真实飞行过程中的气动、气象、地形等外在因素的影响，但是由于其飞行过程完全仿真的局限性，使得仿真过程缺乏真实性，仿真结果可靠性较低。同时，无人机防撞设备为近些年的新型设备，当前的系统并不能完全适配无人机防撞技术的验证。

需要采取一种接近真实飞行场景安全且有效的验证方法，来进行机载防撞设备验证，因此本发明提出了一种采用加装了机载防撞设备的真机进行真实飞行，利用仿真方法生成入侵飞机的半真实半仿真的机载无人机防撞技术验证方法。

发明内容

本发明中的机载无人机防撞技术验证方法旨在解决以下问题：

1)尽可能的保证防撞测试的真实性。本发明将结合真机飞行测试与仿真飞行测试的优点，提出了一种采用加装了机载防撞设备的真机进行真实飞行，利用仿真方法生成入侵飞机的半真实半仿真的机载无人机防撞技术验证方法。本发明不同于利用防撞仿真系统进行航空器防撞测试的虚拟测试方法，而更倾向于在保证航空器绝对的飞行安全情况下，进行的真机飞行测试。

2)进行无人机机载监视设备数据处理能力的全面测试。机载无人机防撞设备的可支持多种机载监视设备的数据输入，本发明可以实时仿真包含空空雷达(ATAR，Air-to-airRadar)、主动监视(AST，Active Surveillance Transponder)、广播式自动相关监视(ADS-B，Automatic Dependent Surveillance-Broadcast)、光电(EO,Electro Optics)、红外(IR,Infrared Radiation)等多种机载监视设备的监视数据，以达到全方位测试机载防撞设施监视数据处理功能的目的。