Cobham Aviator UAV 200
Ellipse kompatibel mit Cobham Satcom
Die Kompatibilität zwischen Ellipse-D und Aviator UAV 200 wird von der CNES für Antennenausrichtung bestätigt. "Die Ellipse-D INS von SBG verfügt über ein bemerkenswertes kompaktes Design, das es der UAV-Industrie ermöglichen wird, ihre Dienstleistungen zu verbessern und weiterzuentwickeln; dies ist das französische Know-how an der Spitze der Innovation." - Das Team des CNES-Zentrums Cesars
Das CNES, auch Nationales Zentrum für Weltraumstudien genannt, ist eine französische Agentur, die sich mit Weltraumstudien beschäftigt. Sie untersteht den beiden Ministerien für Wirtschaft, Verteidigung und Forschung.
Das CESARS-Zentrum von CNES erleichtert den Zugang zur Satellitenkommunikation
Eine Aufgabe ist die Entwicklung, Präsentation und Ausführung des französischen Raumfahrtprogramms für die nationale Regierung. Das CNES konzentriert sich auf 5 strategische Bereiche: Ariane (Trägerraketen), Wissenschaften, Beobachtung, Telekommunikation und Verteidigung.
Das CNES hat das Zentrum CESARS gegründet, um die Nutzung von Satcom in jeder neuen Art von Anwendung zu verbreiten und zu steigern.
CESARS steht Unternehmen, Laboratorien und Kollektiven offen, um sie zu beraten, ihnen Feedback zu Technologien zu geben, sie durch die Durchführung von Tests zu unterstützen und ihnen Zugang zur technischen Plattform an sich, einschließlich der Hardware, zu geben.
Eine kombinierte Lösung für eine verbesserte Echtzeitsteuerung für die UAV-Navigation
Normalerweise testet und prüft das CESARS-Team die Ausrüstung am Boden, bevor es mit einem Projekt fortfährt. In diesem Fall ging es darum, die Kompatibilität zwischen dem AVIATOR UAV 200 von Cobham und dem SBG Systems' Ellipse-D Trägheitsnavigationssystem zu bestätigen.
Ellipse -D ist ein Miniatur-Trägheitsnavigationssystem mit zwei Antennen, das selbst in den schwierigsten Umgebungen hochgenaue Navigations- und Orientierungsdaten liefert.
Wie alle SBG-Sensoren wird auch Ellipse-D INS /GNSS ausgiebig bei Temperaturen von -40°C bis 85°C getestet und kalibriert, um eine optimale Leistung zu gewährleisten.
Der AVIATOR UAV 200 ist ein kompaktes All-in-One-Satcom-Terminal (Antenne und Modem), das in ein kleines UAV passt. Es ermöglicht die Verbindung zwischen einem UAV und einem Satelliten, der als Vermittler zwischen dem UAV und der Bodenkontrolle fungiert.
Cobhams Lösung überträgt Informationen, wie z.B. Videos, vom UAV zur Bodenkontrolle mit einer sehr niedrigen Datenrate (200kbps). Das AVIATOR UAV 200 ermöglicht es dem UAV, über BLOS-Kommunikation (Beyond Line of Sight) länger und weiter vom Kontrollraum entfernt zu fliegen.
Wie arbeiten sie zusammen?
Der Inertialsensor sendet rollen, nicken, Gier, richtung und Positionsdaten an das AVIATOR UAV 200. Wir verwenden diese Daten, um den Antennenstrahl des AVIATOR UAV 200 auf einen Telekommunikationssatelliten zu lenken und ihn genau zu verfolgen.
Dies trägt anschließend dazu bei, eine optimale Datenübertragung zu gewährleisten. Je genauer die Antennenausrichtung ist, desto stabiler ist die Satellitenverbindung.
Ellipse -D INS /GNSS bietet dank seines GNSS-Empfängers mit zwei Antennen eine präzise und zuverlässige richtung Startzeit, die für diese Anwendungen entscheidend ist. Der INS Sensor liefert Bewegungs- und Positionsdaten, die dem AVIATOR UAV 200 helfen, die Satellitenverbindung während des Fluges aufrechtzuerhalten.
Im Falle von Spoofing hilft INS dank des erweiterten Kalman-Filters, eine robuste richtung aufrechtzuerhalten.
Stationäre und fahrende Tests in Bodenkonfiguration
Im Oktober 2020 führte das CNES einige Tests im CST (Toulouse Space Center) durch.
Zunächst wurden die Hardware und Software im Labor in die Hand genommen. Die Hardware wurde dann in den Oscar-Truck integriert (OSCAR ist ein "mobiles Labor", in dem OTM-Antennen auf der Straße aufgestellt und getestet werden).
Nach der Überprüfung der ordnungsgemäßen Funktion im stationären Modus wurden OTM-Tests innerhalb des CNES durchgeführt, um die Kompatibilität zwischen dem Trägheitssensor und dem Terminal zu bestätigen.
Konfiguration des Geräts
Während des Tests im stationären Modus im Labor verwendete die CNES die Software sbgcenter, die mit dem Ellipse-D INS /GNSS geliefert wird, um das Gerät so zu konfigurieren, dass es am besten für die Anwendung geeignet ist.
Diese Software bietet verschiedene Bewegungsprofile, um die Parameter des erweiterten Kalman-Filters anzupassen und die beste Leistung für die Einsatzbedingungen zu erzielen.
Gewählte Einstellungen in der Software sbgCenter:
- Wahl des Profils: "Allzweck". Es war das am besten geeignete für das Verhalten des Oscar-LKW. Für eine Integration in eine Drohne muss ein Drohnenprofil gewählt werden.
- Konfiguration der beiden GNSS-Antennen: Sie müssen mehr als 45 cm vom Cobham-Terminal entfernt sein und sich in einer ähnlichen "Umgebung" befinden (nahe genug, keine Hindernisse zwischen ihnen, sie müssen der gleichen Dynamik unterliegen).
- Ausrichtung des Fahrzeugs in Bezug auf das eingegebene Steuergerät (in unserem Fall sind sie entlang derselben Achse ausgerichtet).
- Wenn andere Sensoren auf dem Träger angebracht sind, können diese ebenfalls eingegeben werden (Staurohr, Beschleunigungsmesser...).
- Der Com-Port A des Ellipse-D INS /GNSS (der "Main") ist mit dem PC verbunden, um die auf dem sbgcenter empfangenen Informationen zu visualisieren. Port E ist mit dem Cobham-Terminal verbunden. Beide sind auf 115200 Bauds konfiguriert.
- Was die Datenausgabe anbelangt, so darf die Übertragungsfrequenz der AT_ITINS-Nachrichten maximal 50 Hz betragen.
Integration und OTM-Test
Zwei "On-The-Move"-Tests wurden auf der gleichen Strecke durchgeführt. Die Teststrecke umfasst Geraden und Kreisverkehre, und die Höchstgeschwindigkeit betrug 30 km/h.
Der erste Test ergab, dass die Einstellungen angepasst werden mussten, insbesondere die zu hoch eingestellte Übertragungsfrequenz. Beim zweiten Test war die Verbindung stabil, auch bei Richtungsänderungen, was die Einstellungen bestätigte.
Der Ping wurde korrekt übertragen, und die längsten Latenzen wurden nach einer Passage in der Nähe eines Gebäudes beobachtet (mögliche Maskierung der LOS). Auf der Schnittstelle Aviator UAV 200 funktionierte alles (Signalpegel >50dbHz, GPS-Fix). Durch Aufzeichnung der Testsitzungen können die Sequenzen auf dem SBGcenter über verschiedene Optionen wiedergegeben werden:
- Positionsansicht: Sie zeigt eine Figur mit Animationen, in der Sie den Weg des Fahrzeugs verfolgen können.
- Cockpit-Ansicht: Eine grafische Benutzeroberfläche mit Visualisierung der Daten des Luftfahrtunternehmens lage .
Schlussfolgerung
Nach all diesen Tests kam das Team des CNES-Zentrums Cesars zu dem Schluss, dass das SBG Systems' Ellipse-D Trägheitsnavigationssystem mit dem Cobham Aviator UAV 200-Terminal in einer "Boden"-Konfiguration kompatibel ist.
Dieser abschließende Test eröffnet den Nutzern von UAVs ein breites Spektrum an Möglichkeiten.
Ellipse-D
Das Ellipse-D ist ein Trägheitsnavigationssystem mit zwei Antennen und RTK-GNSS mit zwei Frequenzen, das mit unserer Post-Processing-Software Qinertia kompatibel ist.
Es wurde für Robotik- und Geodatenanwendungen entwickelt und kann den Kilometerzähler-Eingang mit Pulse oder CAN OBDII für eine verbesserte Genauigkeit der Koppelnavigation verbinden.
Fordern Sie ein Angebot an für Ellipse-D
Haben Sie noch Fragen?
Willkommen in unserem FAQ-Bereich! Hier finden Sie Antworten auf die häufigsten Fragen zu den von uns vorgestellten Anwendungen. Wenn Sie nicht finden, wonach Sie suchen, können Sie uns gerne direkt kontaktieren!
Verwenden UAVs GPS?
Unbemannte Luftfahrzeuge (Unmanned Aerial Vehicles, UAVs), gemeinhin als Drohnen bekannt, nutzen in der Regel die GPS-Technologie (Global Positioning System) zur Navigation und Positionsbestimmung.
GPS ist ein wesentlicher Bestandteil des Navigationssystems einer Drohne. Es liefert Standortdaten in Echtzeit, mit denen die Drohne ihre Position genau bestimmen und verschiedene Aufgaben ausführen kann.
In den letzten Jahren ist dieser Begriff durch den neuen Begriff GNSS (Global Navigation Satellite System) ersetzt worden. GNSS bezieht sich auf die allgemeine Kategorie der Satellitennavigationssysteme, die GPS und verschiedene andere Systeme umfasst. Im Gegensatz dazu ist GPS eine spezielle Art von GNSS, die von den Vereinigten Staaten entwickelt wurde.
Wie lassen sich Ausgangsverzögerungen im UAV-Betrieb kontrollieren?
Die Kontrolle von Ausgangsverzögerungen im UAV-Betrieb ist für die Sicherstellung einer reaktionsschnellen Leistung, einer präzisen Navigation und einer effektiven Kommunikation von entscheidender Bedeutung, insbesondere in der Verteidigung oder bei missionskritischen Anwendungen.
Die Ausgabelatenz ist ein wichtiger Aspekt bei Echtzeit-Steuerungsanwendungen, bei denen eine höhere Ausgabelatenz die Leistung des Regelkreises beeinträchtigen könnte. Unsere eingebettete Software INS wurde entwickelt, um die Ausgabelatenz zu minimieren: Sobald die Sensordaten abgetastet sind, führt der Erweiterte Kalman-Filter (EKF) kleine und zeitlich konstante Berechnungen durch, bevor die Ausgaben generiert werden. In der Regel beträgt die beobachtete Ausgabeverzögerung weniger als eine Millisekunde.
Die Verarbeitungslatenz sollte zur Datenübertragungslatenz addiert werden, wenn man die Gesamtverzögerung ermitteln will. Diese Übertragungslatenz variiert von einer Schnittstelle zur anderen. Eine 50-Byte-Nachricht, die über eine UART-Schnittstelle mit 115200 bps gesendet wird, benötigt beispielsweise 4 ms für die vollständige Übertragung. Ziehen Sie höhere Baudraten in Betracht, um die Ausgabelatenz zu minimieren.
Was ist UAV-Geofencing?
UAV-Geofencing ist eine virtuelle Barriere, die bestimmte geografische Grenzen definiert, innerhalb derer ein unbemanntes Luftfahrzeug (UAV) operieren kann.
Diese Technologie spielt eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Sicherheit und der Einhaltung von Vorschriften für den Drohnenbetrieb, insbesondere in Bereichen, in denen Flugaktivitäten ein Risiko für Menschen, Eigentum oder den beschränkten Luftraum darstellen können.
In Branchen wie Lieferdiensten, im Baugewerbe und in der Landwirtschaft trägt Geofencing dazu bei, dass Drohnen innerhalb sicherer und legaler Bereiche operieren, um potenzielle Konflikte zu vermeiden und die betriebliche Effizienz zu steigern.
Strafverfolgungs- und Rettungsdienste können Geofencing einsetzen, um den Einsatz von Drohnen bei öffentlichen Veranstaltungen oder in Notfällen zu steuern und sicherzustellen, dass Drohnen nicht in sensible Bereiche eindringen.
Geofencing kann zum Schutz von Wildtieren und natürlichen Ressourcen eingesetzt werden, indem der Zugang von Drohnen zu bestimmten Lebensräumen oder Naturschutzgebieten eingeschränkt wird.
Was ist eine Nutzlast?
Als Nutzlast wird jede Ausrüstung, jedes Gerät oder Material bezeichnet, das ein Fahrzeug (Drohne, Schiff ...) mit sich führt, um seinen Zweck über die Grundfunktionen hinaus zu erfüllen. Die Nutzlast ist von den für den Betrieb des Fahrzeugs erforderlichen Komponenten wie Motoren, Batterie und Rahmen getrennt.
Beispiele für Nutzlasten:
- Kameras: Hochauflösende Kameras, Wärmebildkameras...
- Sensoren: LiDAR, hyperspektrale Sensoren, chemische Sensoren...
- Kommunikationsausrüstung: Funkgeräte, Signalverstärker...
- Wissenschaftliche Instrumente: Wettersensoren, Luftprobennehmer...
- Andere spezielle Ausrüstung
