《气象无人机飞行控制系统数据传输协议规范》

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课题来源与背景:该课题来源于广西地方标准制定项目计划(桂质监函〔2014〕238号),标准的编制单位为广西壮族自治区气象减灾研究所。气象无人机隶属于航空器,具有高使用风险性。根据多年试验经验,预防气象无人机高使用风险、保证气象无人机安全飞行作业的关键之一的有效措施是建立规范的气象无人机空管报批与实时监控保障机制,而建立健全飞行控制系统数据传输协议(简称“协议”)是该机制的核心条件之一。因此,协议的制订不仅直接影响到空管报批与实时监控保障的技术难度、建设成本与运行效率,而且也直接影响到气象无人机自身的技术水平与安全性能。该成果的推广和应用,将有助于提升广西气象无人机的管理水平与安全性能,能有效地提高设备通用性和标准化水平,从而降低系统的建设、装备、维护与使用成本,同时也能为广西在其他应用领域中开展无人机设备的标准化、系统化工作提供有益的借鉴和参考,从而提高广西民用无人机整体的安全性和经济性。技术原理及性能指标:该规范以气象无人机飞行控制数据传输环节为核心,主要对地面发出的上行控制指令信息和机上采集的飞行状态下行信息的内容与数据编码进行规定,内容包括协议指令集和上、下行协议及示例。下传指令包括:身份识别码、飞控模式、纬度、经度、GPS星数、GPS高度、GPS工作模式、GPS时间、GPS日期、GPS航向、地速、舵机脉宽、姿态参数、空速、气压高度、航点编号、目标航点纬度、目标航点经度、目标航点高度、飞控电压、动力电压、发动机转速、油量、开关指示、分隔符、校验码(CRC)和上行指令执行反馈码。下传数据指令顺序:身份识别码,指令代码1,指令参数1,指令代码2,指令参数2,……校验码(CRC)。%%1234567,$AP,3909.2412N,11544.5039E,n11,a1561.8,m<'3>,t105555,d160913,r312.6,v92.0,WA927,WB1529,WC1650,WD1227,WE1508,WF1667,WG1100,WH1235,P-3.4,R3.0,Y35.1,wx3.5,wy3.5,wz2.7,as100.7,hs1492,o4,N3909.3117,E11544.2403,H1800.0,T000,aw6.6,pw42.0,sl0,rm6500,#3EF7。上传指令包括:身份识别码、修改航点坐标、修改航点高度、修改航点空速、修改航点地速、删除航点、插入航点、更改目标航点、读取航点数目、读取航点参数、复飞、返航、停车、开伞、遥控器失效设置、任务设备开关、启动发动机、分隔符、校验码(CRC)。上传数据指令顺序:身份识别码,指令代码,指令参数集(可选),校验码(CRC)。修改航点地速指令:$WPCG,10,120, *A32B。技术的创造性与先进性:作为推荐性地方标准要供行业内相关单位使用,因此必须保证标准既要符合安全性、全面性的要求,又要具有良好的通用性,并且在业务使用中便于操作、简单易行。该标准根据气象无人机飞行控制系统数据传输协议规范的技术要求,收集了使用过的多种无人机的飞行控制系统数据传输协议和飞行记录等相关资料,通过实际开展气象无人机应用飞行试验,对拟定的无人机飞行控制系统数据传输协议进行检验,结果验证表明,对综合实际飞行表现该协议是实用的。技术的成熟度、适用范围和安全性:该标准是在收集整理多种气象无人机飞行控制系统数据传输协议和飞行记录基础上,结合在实际飞行中表现拟定,最终根据专家意见多次修改而成。主要适用于以气象无人机为飞行平台、利用无线电实现的地面控制站与机载飞行控制系统之间的数据传输。气象无人飞艇及其它无人飞行器的飞行控制系统数据传输协议可参照本规范执行。该规范的制定和实施,将有助于提升广西气象无人机的管理水平与安全性能,能有效地提高设备通用性和标准化水平,从而降低系统的建设、装备、维护与使用成本。同时该标准的发布和实施也能为广西在其他应用领域中开展无人机设备的标准化、系统化工作提供有益的借鉴和参考,从而提高广西民用无人机整体的安全性和经济性。应用情况及存在问题:该规范为首次制定,由于无人机设备的特殊性,使用部门在决定采用该规范并用于实际飞行前,请务必征得无人机设备制造商的同意或许可。该标准主要为了规范广西气象无人机飞行控制系统数据传输协议的内容和格式,建议在贯彻实施时做好宣传工作,说明采用规范化协议内容的益处。历年获奖情况:无。

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