Za přímkou viditelnosti BLOS FANET

Obsah

Jsme startup specializující se na systémový návrh a integrační služby. Naše zaměření spočívá v poskytování inovativních elektronických a mechanických konstrukčních řešení pro malé podniky. V rámci našich probíhajících projektů. Žádáme vaši pomoc se službou, která je v souladu s produkty a nabídkami vaší společnosti. Níže, nastínili jsme konkrétní podrobnosti našich požadavků.

Popis s dronovým systémem pro průzkum požáru:

Nedávno jeden z našich zákazníků požádal o proveditelné řešení pro vytvoření sítě dronů pro sledování lesních požárů mimo zorné pole, poskytováním dat a videa v reálném čase, a fungují na velké vzdálenosti. Z důvodu pokrytí velkých oblastí, protože jsme tak velká země, Navrhli jsme tuto architekturu:

Matka UAV schopná létat nahoru 6 km v nadmořské výšce a pokrývající vzdálenost 50 km, ovládáno přímo prostřednictvím linie (THE) Z pozemní kontrolní stanice (GCS). Matka UAV je vybavena inspekční kamerou s vysokým rozlišením, která přenáší vysoce kvalitní video stream downlink na GCS, a vyměňuje si příkazová a telemetrická data s GCS prostřednictvím plného duplexu, obousměrná komunikace.

Navíc, existuje šest dceřiných kvadrokoptérových dronů, které se připojují výhradně k mateřskému UAV prostřednictvím obousměrných telemetrických dat a posílají své video streamy do mateřského UAV, který funguje jako relé pro přenos všech dat do GCS. Dcera drony mohou fungovat současně, a jak matku UAV, tak dceřiné drony mohou být přikázány z GCS. Maximální vzdálenost mezi matkou UAV a dcerami kvadrokoptéry je nastavena na 15 km LOS, které umožňují pokrýt velkou oblast a vytvořit mimo viditelný systém.

Obr. přehled pracovního scénáře se všemi komunikačními linkami.

Zde je způsob, jak to lze efektivně aplikovat:

1. Matka UAV jako centrum velení a kontroly

Vysoká nadmořská výška, Dohled na dlouhý dosah: Matka Uav, se svou schopností letět 6 km v nadmořské výšce a krytí 50 km, může působit jako vysoce nadmořská pozorovací platforma pro celkovou oblast požáru. Může zachytit obrázky a video s vysokým rozlišením, které lze v reálném čase přenášet do pozemní řídicí stanice (GCS).
Koordinační centrum pro dceřiné drony: Matka UAV může sloužit jako reléová bod pro správu dceřiných dronů, koordinovat jejich letové cesty k pokrytí konkrétních částí ohně.

2. Dceřiné drony pro podrobné shromažďování dat

Současné vícebodové dohled: Dcerotci mohou být nasazeni v dolních nadmořských výškách, aby shromáždili podrobná video a telemetrická data v různých částech požární zóny. S jejich vysoce kvalitními kamerami, Mohou poskytnout soustředěné pohledy na aktivní ohnivé fronty, horká místa, nebo oblasti vyžadující pozornost.
Mapování a telemetrie v reálném čase: Data od dceřiných dronů lze předat přes matku UAV do GCS pro mapování chování v reálném čase. To umožňuje pozemním týmům přijímat rychlá rozhodnutí o zadržování a evakuaci.

3. Zpracování dat v reálném čase na řídicí stanici země

Plánování a koordinace mise: GCS mohou přijímat telemetrické a video streamy od matky i dcery dronů, Umožnění operátorům upravit letové dráhy dronů a zaměřit se na kritické oblasti.
Analýza progrese požáru: Video streamy s vysokým rozlišením z dronů mohou pomoci posoudit, jak se oheň šíří, Identifikujte hotspoty, a poskytnout informace o tom, kde by měly být nasazeny zdroje.
Integrace s geografickými informačními systémy (Gis): Drony’ Data mohou být překryta na mapy pro vizualizaci expanze požáru, terén, a bezpečné trasy pro pozemní personál.

4. Výhody sítě dronů pro průzkum požárů

Široké pokrytí oblasti: S matkou i dcerou dronů pracující společně, Obrovskou oblast můžete pokrýt za krátkou dobu, Sledování šíření a sledování více zón.
Inteligence v reálném čase: Schopnost systému poskytovat živé video a telemetrii zajišťuje, že hasiči a pohotovostní respondenti mají aktuální informace o stavu požáru.
Bezpečnost a efektivita: Pomocí dronů, Riziko pro lidské životy můžete snížit minimalizací potřeby letadel s posádkou nebo pozemního personálu v nebezpečných zónách.
Provoz na dlouhou vzdálenost: Rozsah systému, s matkou UAV předáváním dat na velké vzdálenosti, Umožňuje GCS pracovat z bezpečné vzdálenosti od ohně a přitom si udržovat plnou kontrolu nad drony.

Podrobné informace o komunikačních odkazech jsou uvedeny v následující tabulce:

		Funkce	Odesílatel / Cíl	Směr	Typ dat	Přenosová rychlost
	Komunikace mezi matkou UAV a dcerou UAV	Kontrola letu a stav letu	Autopilot	Up-link a down-link	Tele příkaz a telemetrie	≤ 200 KBPS
	Komunikace mezi matkou UAV a dcerou UAV	Odkaz na video	Dceřiná dronů	Down-link	Vizualizace 720p rozlišení nebo méně.	kolem 5 Každý mbps
Komunikace mezi Matčiným UAV a CGS		Kontrola letu a stav letu	Autopilot	Up-link	Tele příkaz a telemetrie	Nízký profil ≤ 200 kb / s
		Odkaz na video	Matka UAV na palubě HD kamera	Down-link	Vizualizace rozlišení 1080p	Kolem 16 Mb / s
		MUX video odkaz	Dcera Drone Mini Transceiver	Down-link	Mux of 6 proud videa	Kolem 30 Mb / s

Naše žádost:

Protože náš nápad je stále ve fázi návrhu, naše začínající společnost v současné době postrádá dostatečné odborné znalosti v oblasti technologie drone Datalink. Po důkladném přezkoumání odborných znalostí vaší společnosti a osvědčených výsledků v oblasti řešení Datalink pro drony, Vaše schopnosti jsme velmi ohromeni. Vzhledem k složitosti našeho projektu a specifickým technickým požadavkům, Chtěli bychom laskavě požádat o vaši pomoc při navrhování praktického řešení založeného na vašich stávajících nabídkách produktu. Věříme, že vaše rozsáhlé znalosti a technologie mohou výrazně zvýšit úspěch našeho projektu, a těšíme se na vaše odborné vedení při vývoji spolehlivého a efektivního systému Datalink pro naši síť dronů.

Vaše postřehy a doporučení budou neocenitelné, protože nám pomohou pokročit v projektu.

“Mimo zorný úhel” (BLOS) komunikace je pro FANET zásadní (Létající ad-hoc sítě) kvůli decentralizované povaze sítí dronů a jejich provozního dosahu. Rozšíření BLOS ve FANETech zahrnuje techniky a technologie, které zlepšují komunikaci, řízení, a výkon.

1. Komunikační technologie

Satelitní komunikace (SATCOM): Použití satelitů pro komunikaci s drony poskytuje robustní pokrytí velkých oblastí, včetně vzdálených a oceánských oblastí.
Vysokofrekvenční (HF) Rádio: HF pásma umožňují komunikaci na velké vzdálenosti, zvláště užitečné v oblastech bez mobilních sítí.
Mesh Networking: FANETy používají mesh sítě k přenosu dat mezi drony, obcházení potřeby přímé viditelnosti k základnové stanici.
LoRa WAN a LPWAN: Nízkoenergetické rozsáhlé sítě jsou výhodné pro energeticky účinnou komunikaci na velké vzdálenosti.

2. Reléové systémy

Středně pokročilé drony: Drony mohou fungovat jako přenosové body pro ostatní, vytváření víceskokových sítí.
Zemní relé: Rozmístění pozemních stanic ve vzdálených lokalitách rozšiřuje komunikační dosah.
Vzdušné platformy: Výškové plošiny (NAPŘ., balónky, větší UAV) slouží jako relé pro zvýšení pokrytí.

3. Pokročilé anténní systémy

Směrové antény a antény s fázovým polem: Zlepšete rozsah a snižte rušení zaostřením signálů.
Mimo (Multiple-Input Multiple-Output): Zvyšuje propustnost a spolehlivost v podmínkách nepřímé viditelnosti.
Beamforming: Dynamicky nasměruje signály směrem k dronům, aby byla zachována konektivita.

4. AI a strojové učení

Optimalizace směrování: Algoritmy řízené umělou inteligencí vybírají ty nejlepší cesty pro komunikaci dynamicky.
Prediktivní údržba: Analyzuje vzory, aby se předešlo selháním spojení dříve, než k nim dojde.
Dynamické přidělování frekvence: AI identifikuje nejlepší frekvenční pásma pro minimalizaci rušení a maximalizaci dosahu.

5. Protokoly a standardy

Dynamické sdílení spektra: Efektivně alokuje spektrum mezi FANETy a další uživatele.
Adaptivní protokoly: Protokoly jako AODV (Ad-hoc vzdálenost vektor na vyžádání) může být přizpůsoben pro FANET, aby byl zajištěn optimální výkon ve scénářích BLOS.
5G a dále: Integrace s 5G NR (Nové rádio) pro ultra spolehlivou komunikaci s nízkou latencí (Urllc).

6. Energetická účinnost

Směrování s ohledem na energii: Minimalizuje spotřebu energie v relé.
Sklizeň energie: Využití solárně poháněných dronů nebo energetických paprsků k dobíjení UAV.

7. Zabezpečení

End-to-End šifrování: Zajišťuje bezpečnost dat v celé síti.
Systémy detekce narušení (IDS): Sleduje a identifikuje škodlivé aktivity.
Blockchain: Zajistit, decentralizované řízení komunikace ve FANETech.