《無人機(jī)系統(tǒng)導(dǎo)論》課件4.3無人機(jī)的授權(quán)認(rèn)證

4.3無人機(jī)的授權(quán)認(rèn)證4.3.1美國無人機(jī)的授權(quán)認(rèn)證過程在美國，各個部門的無人機(jī)系統(tǒng)使用者都希望無人機(jī)使用國家空域系統(tǒng)能夠常態(tài)化，以滿足自身的需求。隨著無人機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展，其帶來的飛行中的某些不確定性安全因素的增多，美國聯(lián)邦航空管理局與2006年2月做出了一項重要的決定，建立了無人機(jī)項目辦公室（UnmannedAircraftProgramOffice，UAPO）。無人機(jī)項目辦公室的職能是制定政策和調(diào)節(jié)關(guān)系，以確保無人機(jī)在國家空域系統(tǒng)內(nèi)的安全運(yùn)行。而該辦公室是由FAA內(nèi)有安全、管理、工程、空中交通服務(wù)等方面工作經(jīng)驗豐富的人員組成。無人機(jī)項目辦公室組建后的第一個任務(wù)就是制定一個全面的授權(quán)認(rèn)證申請程序，用來確保聯(lián)邦航空管理局能從公共無人機(jī)的倡議者那里獲得足夠的信息和數(shù)據(jù)。最初的授權(quán)認(rèn)證申請是人工進(jìn)行的，經(jīng)過多次數(shù)據(jù)收集及修改，終于在2007年，無人機(jī)項目辦公室的空中交通組織（AirTrafficOrganization，ATO）簡歷了一套基于網(wǎng)絡(luò)的授權(quán)認(rèn)證申請系統(tǒng)。4.3.1美國無人機(jī)的授權(quán)認(rèn)證過程表4.3.1美國無人機(jī)項目辦公室申請授權(quán)認(rèn)證所需信息項目說明倡議者信息明確申請組織及組織中的個人聯(lián)絡(luò)人信息明確聯(lián)邦航空管理局和申請人之間的聯(lián)絡(luò)人員操作說明說明計劃中的開始日期和結(jié)束日期，簡要介紹總體方案的目的；說明飛行是否在關(guān)閉燈光的條件、目視飛行條件和/或儀表飛行條件下進(jìn)行；是否日間和/或夜間飛行；明確飛行位置；說明飛行活動將要使用的空域類型；還應(yīng)包括一份飛行摘要，列出申請程序未要求提供的其他信息系統(tǒng)說明對無人機(jī)、控制站和通信系統(tǒng)的說明；此方面信息通常通過附件提供，包括照片經(jīng)認(rèn)證的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定組件或其他系統(tǒng)信息性能特點爬升率、下降率、轉(zhuǎn)彎速率、巡航速度、飛行高度、進(jìn)場速度、起飛總重、發(fā)射/回收方式適航性聯(lián)邦航空管理局頒發(fā)的型號合格證，或帶有官方組織信頭的聲明，說明倡議者已進(jìn)行過驗證無人機(jī)適航性的有關(guān)工作程序明確將用于連鏈路丟失、通信中斷和緊急情況的程序航空電子/設(shè)備列出應(yīng)答機(jī)后綴，并明確無人機(jī)的設(shè)備中是否包括GPS、移動地圖指示器、跟蹤能力、航站管制區(qū)域、空中防撞系統(tǒng)、應(yīng)急定位發(fā)射機(jī)及應(yīng)答機(jī)。此外，倡議者還應(yīng)說明應(yīng)答機(jī)具備的功能4.3.1美國無人機(jī)的授權(quán)認(rèn)證過程表4.3.1美國無人機(jī)項目辦公室申請授權(quán)認(rèn)證所需信息項目說明燈光說明該無人機(jī)燈光系統(tǒng)是否包括著陸燈、位置/航行燈、防撞燈和紅外燈頻譜分析的批準(zhǔn)說明所使用的數(shù)據(jù)鏈和控制鏈路等的頻譜分析是否已進(jìn)行并獲批，還要提供批準(zhǔn)文件；另外說明在飛行中是否將使用《美國聯(lián)邦法規(guī)》第47章第95條中所列的無線電控制頻率空中交通管制通信說明所使用的雙向語音功能是否是甚高頻VHF、超高頻UHF、高頻HF發(fā)射器和接收器，以及保護(hù)（應(yīng)急）頻率

；此外，倡議者還應(yīng)說明是否具備通過無人機(jī)直接聯(lián)系飛行員、衛(wèi)星通信或中繼的即時雙向通信能力電子監(jiān)視/探測功能說明機(jī)載設(shè)備中是否包括光電/紅外設(shè)備、地形探測裝置、天氣/結(jié)冰探測裝置、雷達(dá)、電子探測系統(tǒng)等；如機(jī)上裝有電子探測系統(tǒng)，在對系統(tǒng)進(jìn)行描述之外，倡議者還應(yīng)說明是否將進(jìn)行雷達(dá)觀測飛機(jī)性能記錄說明是否可進(jìn)行飛行數(shù)據(jù)記錄、控制站記錄、錄音等飛行操作區(qū)域/計劃可通過定義緯度/經(jīng)度點或以單個緯度/經(jīng)度點為中心，以海里為單位確定半徑等方法，明確飛行操作區(qū)域面積。明確每個已定義區(qū)域的最低級最高高度，以及無人機(jī)將要使用的最小和最大速度；此外，還必須提供一份示出各個計劃飛行區(qū)域的地圖機(jī)組人員資質(zhì)明確所有飛行員和觀察員的聯(lián)邦航空管理局或國防部同等部門認(rèn)證情況：私人書面、私人認(rèn)證、儀表、商業(yè)、空運(yùn)、特訓(xùn)飛行員，并分別進(jìn)行說明；如有機(jī)組成員為國防部認(rèn)證/培訓(xùn)，應(yīng)提供記錄；說明所有機(jī)組成員的生理評定、描述其技術(shù)保持水平和值班時間限制；說明是否只操縱一架無人機(jī)，并提供對如何控制無人機(jī)的說明。如果計劃同時控制的無人機(jī)數(shù)量在一架以上，倡議者必須說明同時控制飛機(jī)的具體數(shù)量，以及每個機(jī)組成員的航空生理評級（FAA或國防部同等部門評定）情況特殊情況可包括倡議者認(rèn)為是重要的，但在本授權(quán)認(rèn)證申請中尚未提供的信息或數(shù)據(jù)4.3.2國際無人機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化在國際上，也存在一些協(xié)會或是機(jī)構(gòu)會制定一些標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)則來規(guī)范無人機(jī)產(chǎn)業(yè)。在民用航空和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的牽引下，國際無人機(jī)系統(tǒng)種類和數(shù)量均大幅增加，在發(fā)展民用航空、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長的同時，也引發(fā)了對安全融入各國空域系統(tǒng)、實現(xiàn)互聯(lián)互通互操作、確定系統(tǒng)級最低性能要求等熱點共性基礎(chǔ)問題的思考。隨著對上述問題的研究工作不斷深入，世界科技強(qiáng)國都逐步認(rèn)識到通過標(biāo)準(zhǔn)化手段來落實安全管控、規(guī)范研制生產(chǎn)、引導(dǎo)科學(xué)運(yùn)營的必要性和迫切性，并基于此成體系的開展了大量標(biāo)準(zhǔn)研制工作。通常所熟知的國際無人機(jī)標(biāo)準(zhǔn)制定協(xié)會有四個，分別為：航空無線電技術(shù)委員會（RTCA）分技術(shù)委員會SC-203、美國材料與試驗協(xié)會（ASTM）分技術(shù)委員會F-38、美國機(jī)動車工程師協(xié)會（SAE）無人機(jī)系統(tǒng)工作組AS-4、歐洲民用航空裝備協(xié)會（EUROCAE）無人機(jī)系統(tǒng)工作組WG-731。4.3.2國際無人機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化1、RTCASC-203RTCASC-203成立于2004年10月，致力于研究無人機(jī)系統(tǒng)級、C3系統(tǒng)、感知和規(guī)避系統(tǒng)的最低性能標(biāo)準(zhǔn)，旨在確保聯(lián)邦機(jī)構(gòu)和商業(yè)機(jī)構(gòu)在國家空域系統(tǒng)操作無人機(jī)系統(tǒng)的安全性、高效性和與其他有人/無人系統(tǒng)的兼容性。該分委會開展標(biāo)準(zhǔn)研制均以DO-264《基于數(shù)據(jù)通信的空中交通服務(wù)提供和使用許可指南》的系統(tǒng)方法為基礎(chǔ)，包括系統(tǒng)操作、安全、性能、互操作等需求模型，目前已編制頒布3項標(biāo)準(zhǔn)。2007年3月發(fā)布DO-304《無人機(jī)系統(tǒng)指導(dǎo)手冊與考慮》，規(guī)定了無人機(jī)系統(tǒng)關(guān)鍵定義和假設(shè)條件，綜合考慮了有人駕駛飛機(jī)和無人機(jī)的協(xié)調(diào)性。2010年10月發(fā)布DO-320《無人機(jī)系統(tǒng)操作服務(wù)與環(huán)境定義》，規(guī)定了無人機(jī)系統(tǒng)操作功能和性能特征、空中交通管制服務(wù)、國家空域系統(tǒng)環(huán)境和程序基線。以及上一期介紹的DO-344《無人機(jī)系統(tǒng)操作、功能和安全性要求》。4.3.2國際無人機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化2、ASTMF-38ASTMF-38成立于2003年7月，下設(shè)3個分組，分別開展無人機(jī)系統(tǒng)適航設(shè)計、運(yùn)行操作、人員認(rèn)證三個專業(yè)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)制定工作，覆蓋系統(tǒng)設(shè)計、執(zhí)行、質(zhì)量一致性要求、安全監(jiān)測、最低性能和系統(tǒng)成熟度要求、適航基線設(shè)計、產(chǎn)品驗收試驗和程序等內(nèi)容。F-38致力于發(fā)展一個新概念，即“互補(bǔ)的成套標(biāo)準(zhǔn)”，用于實現(xiàn)單項標(biāo)準(zhǔn)不能實現(xiàn)的特殊目標(biāo)。

標(biāo)準(zhǔn)研究的重點方向包括：機(jī)載感知與規(guī)避系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范與性能規(guī)范、微型無人機(jī)適航要求、無人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計/制造/試驗標(biāo)準(zhǔn)慣例、無人機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行操作手冊、基于空域限制的無人機(jī)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)操作流程、無人機(jī)操作員訓(xùn)練和體驗、無人機(jī)航空知識要求；無人機(jī)許可運(yùn)營機(jī)構(gòu)操作員認(rèn)證訓(xùn)練要求；無人機(jī)操作員標(biāo)準(zhǔn)醫(yī)療要求等。4.3.2國際無人機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化3、SAEAS-4SAEAS-4由于美國DOD聯(lián)合無人系統(tǒng)架構(gòu)工作組（JAUSWG）轉(zhuǎn)移到SAE，SAE于2004年8月專門成立了AS-4工作組負(fù)責(zé)研究編制無人系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，研究對象涉及空中、地面、水面、水下的各類無人系統(tǒng)。最初工作組分為結(jié)構(gòu)框架、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、信息建模與定義、性能評估四個小組共同開展JAUS系列標(biāo)準(zhǔn)編制，目前已將前期四小組合并為一個組，負(fù)責(zé)維護(hù)JAUS系列標(biāo)準(zhǔn)。JAUS系列標(biāo)準(zhǔn)并非針對整個無人系統(tǒng)的物理架構(gòu)，而是基于組件的消息傳輸體系，規(guī)范了計算節(jié)點之間數(shù)據(jù)格式和通信方式，定義了信息和組件的獨立于技術(shù)、計算機(jī)硬件、操作使用和平臺等行為，從而實現(xiàn)各類無人機(jī)系統(tǒng)，無人和有人系統(tǒng)之間的交互操作。目前已編制頒布8項標(biāo)準(zhǔn)，仍有8項標(biāo)準(zhǔn)在編，包括頂層域模型、傳輸規(guī)范、接口定義語言、核心服務(wù)集，以及不同應(yīng)用領(lǐng)域的特殊服務(wù)集標(biāo)準(zhǔn)。4.3.2國際無人機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化4、EUROCAEWG-73EUROCAEWG-73成立于2006年4月，重點研究無人機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展需求框架以支撐適航性認(rèn)證、無間隙空域內(nèi)的安全操作、空域交通管理框架及兼容性問題。截止目前，WG-73共確定了6份交付物，包含31個工作包。交付物1《無人機(jī)系統(tǒng)操作概念相關(guān)要素》，提出了適航性認(rèn)證和操作許可條目的初步清單。交付物2《工作計劃》，確認(rèn)工作包和時間進(jìn)度，指導(dǎo)WG-73未來工作及活動。交付物3《無縫空域環(huán)境下無人機(jī)系統(tǒng)適航認(rèn)證和操作許可》，由四冊組成，輔助其國內(nèi)無人機(jī)系統(tǒng)需求框架發(fā)展，范圍涉及通用規(guī)則、安全、無線電頻譜要求，操作許可和適航認(rèn)證及維護(hù)，其中有一冊針對小于150kg視距操作的輕型無人機(jī)系統(tǒng)。交付物4