微信關注我們

在線客服

洪災肆虐,一篇文章看懂無人機水上救援!

發布時間:2016-07-11 15:54:00 點擊:

水上安全是應急體系的重要組成部分

我國是海洋和航運大國

十一五期間,我國搜救102547名遇險人員

無人機成本低、機動性好、使用方便、續航長

在水上安全應急中有著廣闊的應用前景


無人機可以和船舶協同進行水上搜尋,由于無人機具有一定的飛行高度,其視頻圖像的范圍要比船上的可視范圍要擴大數十倍甚至幾十倍,機載攝像機、AIS和VHF的有效作用距離得到擴大,飛機的搜尋效果明顯好于船舶。


面對轄區廣闊的海域,僅僅靠船舶進行海上搜尋難以達到理想的轄區搜尋率和效率,必然出現許多搜尋空白點。應用無人機搭載攝像機、AIS和VHF進行遠程水域搜尋,能快速抵達水域,岸基應急指揮中心通過機載視頻圖像能夠看得見目標,通過機載AIS識別得了船舶,通過機載VHF與船舶能通得上話,根據搜尋視頻圖像能快速、高效、便捷對水上遇險目標智能定位與顯示,這必將大幅度提高我國水上搜尋救助效率,極大提升快速高效水上搜尋救助的能力和水平,有效降低水上搜尋救助風險。

因此,目前面臨繁重的水上交通安全應急處置的任務,應用無人飛機開展遠程水上交通安全應急處置關鍵技術的研究是提升水上交通安全應急處置能力的有效途徑。



利用無人飛機開展遠程水上交通安全應急處置,目前有幾個關鍵問題需要突破:


水上目標定位關鍵問題

長期以來機載視頻圖像中水上目標無法直接定位,造成水上搜尋救助的效率低。水上目標定位的關鍵問題是機載攝像機的保持水平技術;飛機和攝像機等三維空間狀態信息與視頻圖像的實時同步記錄技術;視頻圖像中水上目標的實時準確定位技術。

因此,有必要利用攝像機記錄飛機和攝像機等三維空間狀態實時信息,通過視頻圖像對飛機和攝像機等姿態的實時信息進行融合處理,解決圖像與三維空間狀態信息的實時同步;分析地球面上機載攝像機中心、圖像點、海上遇險目標等之間的關系,研究基于機載視頻圖像的水上目標定位算法模型;研發專門用于機載視頻圖像的水上目標定位與顯示平臺的軟件,實現遠距離海上目標“一鍵”的智能定位技術,解決飛機飛行速度快、飛行姿態多變、海上目標定位與顯示等難題。



機載VHF的遠程船岸無線通信問題

遠程甚高頻(Very High Frequency,VHF)無線電話是一種近距離水上移動通信工具,VHF無線電通信設備是國際海事組織和我國船檢機構規定船舶必須配備的通信設備,現有各類船舶均應配有VHF無線電通信設備。

VHF無線電話在船舶遇險通信、緊急與安全通信和日常業務通信等海上船舶通信中發揮了巨大的作用,是一種便捷、可靠的語音通信手段,是其他通信手段所無法替代的。它實現了船舶間、船岸間(A1海區),或經岸臺與陸上通信線路轉接的船與岸上用戶間的無線電通信。海上交通應急處置需要應急指揮中心與船舶實時、便捷的VHF無線電話通信。

然而,目前岸基VHF無線電話不能實現遠程船舶的應急通信,無法直接了解情況、協調周圍船舶、指揮應急處置。因此有必要針對水上搜救特點專門研發用于無人機的機載VHF,實現岸基指揮中心與事故現場船舶的遠程VHF無線通信。其關鍵問題是VHF的模擬音頻信號和頻道控制信號、收發控制信號的數字化與還原、壓解縮、加解密及衛星通信網絡傳輸技術。



機載AIS的遠程船岸信息收發與顯示問題

船舶自動識別系統(Automatic Identification System,AIS)是船舶在VHF海上移動頻段采用時分多址方式自動發送船舶有關信息,包括船舶靜態信息、動態信息、與航次有關的信息及與安全有關的信息等,船舶AIS有效覆蓋范圍內任何船舶都能自行互不干擾地發送報告和接受全部船舶(岸基)的報告。

每一AIS臺站能同時容納200-300艘船舶的AIS信息,一旦出現超載,首先放棄遠距離船舶的AIS信息,以保證近距離船舶的優先權。船舶AIS具有延遲連接功能,雖然電波傳輸速度在一般情況下可以被忽略,在SOTDMA技術中,沒有忽略電波傳遞速度,為距離延遲保留的緩沖值為12比特,這相當于202.16 n miles,這一距離延遲能對超過100 n miles 的傳播提供保護。


中國海事十分重視船舶AIS數據的應用,已在中國沿海建成多個地區級及國家級的AIS網絡中心,100多座AIS基站,基本形成沿海AIS網絡框架,實現了對重點水上船舶交通監管區域“四區一線”的船舶AIS覆蓋,由于岸基AIS系統信號僅能覆蓋沿海約40海里水域,因此對遠離海岸航行的船舶無法使用AIS進行實時跟蹤。

另外,雖然我國國家船舶遠程識別和跟蹤系統(LRIT)數據中心可以查到所有中國籍船舶的身份和定時位置信息,還能對靠近中國海岸線的外國船舶通過與有關國家聯絡,進行身份和定時位置查詢,但是LRIT系統的應用顯然存在極大的局限性,無法實現真正意義上的實時跟蹤(每6小時一次數據更新)。

ORBCOMM公司是由美國軌道科學公司和加拿大Teleglobe公司合伙經營,主要通過其覆蓋全球的低軌道衛星系統提供針對雙向短數據/信息傳輸服務的衛星通信服務提供商。所有ORBCOMM第二代衛星均設計配備了自動識別系統(AIS)有效載荷,接收與報告來自配備AIS的海上船舶的信號。AIS數據采集系統是ORBCOMM系統的子系統。大部分AIS數據采集需使用的基礎設施可以和ORBCOMM系統共享。衛星接收到的AIS信息可以被下載到GES,并能被控制中心處理,向用戶提供。但是,基于機載AIS的研究與應用目前是空白。


水上船舶識別是水上交通應急處置的關鍵,特別是遠離海岸的海域,全面、詳實地了解和掌握水域船舶信息,對水上交通應急處置的及時、科學、合理決策十分重要,因此,機載AIS顯得特別重要,通過機載AIS收發機,來接收和發送AIS報文,讓岸基搜尋指揮中心及時掌握搜尋海域船舶的動態信息,實現對遠海搜尋海域航行船舶的應急處置協調指揮。

機載AIS與岸基AIS的區別在于:岸基AIS覆蓋范圍有限,僅限于近海岸20~50海里之內,對于遠離海岸線的船舶AIS信息無法及時接收。只要無人機飛過的海區,都可以收發機載AIS覆蓋的范圍船舶AIS信息。因此,機載AIS收集的AIS數據量更大,覆蓋范圍更廣,岸基應急指揮中心及時掌握水域船舶的動態信息,有利于協調指揮遠海搜尋海域航行船舶參與應急處置。


基于北斗的無人機遠程傳輸關鍵問題

傳統的無人機利用微波等通信技術,來實現遙感信息的傳輸,該技術具有傳播距離短、容易受地形、地貌影響等缺點,影響了無人機在安全應急中,特別是復雜地形、地貌環境中的應用。


北斗具有用戶與用戶、用戶與地面控制中心間的雙向數字短報文通信能力。作為備用的測控通信技術手段,可保證在測控鏈路出現問題時,提供關鍵測控數據的傳輸。尤其對于水上搜救大范圍、全天候的特點,無人機處在臨界或者超出視距測控范圍時,北斗通信的廣域覆蓋能力使得無人機的機動范圍明顯得到擴展。

福萊航空科技




中國AOPA審定合格福建首家飛行機構

官方微信:福萊航空科技

飛行熱線:40067-40016

聯系地址:福建省電影機械廠

運行基地:福州市竹岐直升機場


    快乐12开奖结果