افزایش کاربردهای عملیاتی برای پرنده‌های بدون سرنشین (UAV) باعث شده است تا امروزه شاهد گسترش و توسعه انواع مختلف آن‌ها باشیم. اما به دلیل محدودیت‌های موجود در حریم هوایی ملی، اپراتورها باید هواپیماهای بدون سرنشین خود را تنها در دید مستقیم و محدود به پرواز درآورند. بنابراین استفاده از حریم هوایی ملی توسط پرنده‌های بدون سرنشین دارای محدودیت‌هایی است که باید رعایت شوند. وجود اینگونه محدودیت‌ها باعث شد تا اصلاحات قانونی و زیرساخت‌های لازم برای پرواز ایمن پرنده‌های بدون سرنشین در حریم هوایی مشترک با سایر هواپیماها ایجاد شود.

از این‌رو با وجود نبود چارچوب مناسب برای ادغام هواپیماهای بدون سرنشین در حریم هوایی ملی، اداره هوانوردی فدرال و شرکت‌های خصوصی همچنان برای رفع موانع فنی در تلاش هستند تا از سیستم‌های هوایی بدون سرنشین به صورت گسترده در حریم هوایی ملی استفاده شود. از آنجا که هواپیماهای بدون سرنشین کوچک برنامه‌های پروازی را ثبت نمی‌کنند، برای ردیابی روی رادار دشوار هستند؛ از این‌رو توانایی نظارت بر آن‌ها از روشی دیگر می‌تواند جذاب باشد.

شرکت پرسیژن‌هاوک که یک شرکت تجزیه‌و‌تحلیل و جمع‌آوری داده زمینی است، آزمایش‌های موفقیت آمیزی روی یک پلتفرم نرم‌افزاری تحت عنوان ایمنی برای ترافیک هوایی ارتفاع کم[1] (LATAS) انجام داده است. آزمایش‌های اخیر روی این پلتفرم جدید می‌تواند راه‌حل‌هایی برای ادغام پرنده‌های بدون سرنشین در حریم هوایی ملی ارائه کند.

پلتفرم LATAS فناوری‌های ایمنی حریم هوایی مانند تشخیص و اجتناب از برخورد، تعیین محدوده جغرافیایی پویا و ردیابی هواپیما را با استفاده از ارتباطات LTE و ماهواره‌ بهم متصل می‌کند. در واقع این پلتفرم تحت وب با ارائه اطلاعات ترافیک زنده هواپیماهای سرنشین‌دار و نقشه‌های سه‌بعدی زمین، به UAVهای کوچک اعلام می‌کند که چه مکان‌هایی، در چه زمان‌هایی برای پرواز امن هستند. بهترین بخش LATAS این است که می‌تواند از روش‌های مختلفی شامل شبکه‌های تلفن همراه، ایستگاه‌های کنترل زمینی یا ارتباطات ماهواره‌ای به کار گرفته شود.

از آنجا که FAA نمی‌تواند یک سیستم ترافیک هوایی کاملا جدید برای پرنده‌های بدون سرنشین ایجاد کند، LATAS باید قادر باشد با سیستم‌های کنترل فعلی ارتباط برقرار کرده و یک چارچوب انعطاف‌پذیر و باز فراهم کند تا دیگران نیز بتوانند داده‌های خودشان را ادغام کنند. بر همین اساس یک هواپیمای بدون سرنشین موقعیت خود را به LATAS ارسال می‌کند و از آنجا که پلتفرم با سیستم‌های کنترل ترافیک هوایی در ارتباط است، به پرنده اطلاعات لازم در رابطه با آنچه در فضای اطرافش قرار دارد، باز می‌گرداند. سرویس ترافیک هوایی می‌تواند از طریق سامانه ADS-B یا رادارهای نظارتی فراهم شود.

طبق گفته مسئولین پرسیژن‌هاوک این پلتفرم همچنین قادر به ردیابی هواپیماهای بدون سرنشین از طریق شبکه‌های LTE مربوط به دکل‌های سلولی است. شبکه‌های LTE به هواپیماهای بدون سرنشین اجازه ارسال داده‌ حسگرها به یکدیگر یا ایستگاه‌های زمینی (برای پردازش، تجزیه و تحلیل و تصمیم‌گیری در حین پرواز) را می ‌دهد. همچنین شبکه‌های LTE امکان دریافت ورودی‌های کنترل و فرمان به‌صورت بلادرنگ را فراهم می‌کند. در نتیجه حریم هوایی مشترک بسیار قابل اطمینان و ایمن خواهد بود.

درحال حاضر LATAS تنها پلتفرمی است که ترافیک هوایی را به‌طور زنده و از طریق رادارهای FAA برای اپراتورهای پرنده‌های بدون سرنشین ارائه می‌کند. با وجود ترافیک هواپیما‌ها به صورت بلادرنگ، اپراتورها می‌توانند زمانیکه هواپیماهای مسافری باعث خطری بالقوه برای ناحیه پرواز پرنده‌های بدون سرنشین می‌شوند، هشدارهایی دریافت کنند.

هر چند LATAS یک پلتفرم تحت وب است، اما طراحان آن امکان دسترسی به داده‌ها را برای کارخانه‌های سازنده، توسعه دهندگان اپلیکیشن و همچنین کاربران عادی از طریق یک API فراهم کرده‌اند. این رابط کاربردی می‌تواند اطلاعاتی همچون نقشه‌های سه‌بعدی زمینی، حریم‌های محافظت شده هوایی و همچنین ترافیک بلادرنگ هواپیماها را در اختیار توسعه دهندگان قرار دهد. این ویژگی می‌تواند در ساخت UAVهای هوشمند بسیار کارآمد باشد.

یک API به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد تا از داده‌های مختلف پلتفرم LATAS در اپلیکیشن‌های خود استفاده کنند.

سازندگان LATAS در مورد اهمیت استفاده از چنین پلتفرمی برای بازیگران مختلف صنعت هوایی اینگونه توضیح می‌دهند.

  • سازندگان: ادغام LATAS در برنامه‌های کاربردی پرنده‌های بدون سرنشین به مشتریان کمک می‌کند تا پروازی ایمن و به دور از موانع داشته باشند. در واقع هزینه‌های گارانتی و خدمات پس از فروش سازندگان کاهش پیدا می‌کند.
  • تنظیم‌کنندگان قوانین: LATAS پلتفرمی برای حل چالش ایمنی ادغام پرنده‌های بدون سرنشین در حریم هوایی است. به عبارتی ردیابی هواپیماهای بدون سرنشین به صورت بلادرنگ و در زمان واقعی، ایمنی را برای حریم هوایی ایجاد می‌کند.
  • سازمان‌های دولتی: پلتفرم LATAS به طور واضح حریم هوایی را برای سازمان‌های دولتی فراهم می‌کند تا بتوانند هواپیماهای بدون سرنشین و مجهز خود را به طور ایمن در آسمان مشترک به پرواز درآورند.
  • فرودگاه‌ها: این پلتفرم فرودگاه‌ها را قادر به برقراری ارتباط و نظارت بر پرواز پرنده‌های بدون سرنشین نزدیک به حریم هوایی خود می‌کند.
  • کاربران: دریافت اطلاعات پرواز و مدیریت ایمنی عملیات UAVها

 دستگاه LATAS LTE

دستگاه LATAS LTE

دستگاه LATAS LTE که بر اساس شبکه‌های LTE عمل می‌کند، می‌تواند روی انواع پرنده‌های بدون سرنشین به کار گرفته شود. این دستگاه اطلاعات موقعیت مکانی پرنده را هر ثانیه دو مرتبه برای پلتفرم ارسال می‌کند. در مناطقی که شبکه سلولی تلفن همراه در دسترس نباشد، اطلاعات موقعیت و حرکت پرنده ذخیره و به محض اتصال دوباره شبکه، برای پلتفرم ارسال می‌شود. طراحی سخت‌افزار به‌گونه‌ایست که راه‌اندازی آن به صورت Plug & Play روی بیشتر محصولات موجود در بازار وجود دارد. وزن و توان مصرفی کم دستگاه موجب اطمینان از عدم تاثیرگذاری روی پرواز پرنده می‌شود. همچنین به منظور حفظ امنیت، تمامی اطلاعات تبادلی بین پلتفرم و دستگاه روی بستر شبکه‌های سلولی، رمزنگاری می‌شود.

اجتناب از موانع زمینی

پایگاه داده موانع زمینی به صورت سه بعدی به اپراتورهای پرنده‌های بدون سرنشین دید بی‌‌نظیری از درختان، ساختمان‌ها، خطوط برق و خطرات دیگر که می‌تواند باعث آسیب به هواپیما شود، ارائه می‌دهد. از این‌رو نقشه موانع زمینی به صورت تکرار شونده برای اطمینان بیشتر از داده‌های فعلی به اپراتور منعکس می‌شود تا از برخورد به موانع زمینی جلوگیری شود. در تنظیمات شهری، LATAS داده‌های زمینی را با وضوح تصویر تا دو متر نشان می‌دهد. همچنین نقشه‌های حراراتی اجازه می‌دهد تا کاربر به طور پویا موانع زمینی را بر اساس ارتفاع پرنده‌های بدون سرنشین و نزدیکی آن به خطر موانع زمینی تجسم کند.

[1] Low Altitude Traffic and Airspace Safety