韓 鵬，王建忠，王萬(wàn)樂(lè)，趙嶷飛

（中國(guó)民航大學(xué)空中交通管理學(xué)院，天津 300300)

近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)聯(lián)技術(shù)和智能技術(shù)的發(fā)展，民用無(wú)人機(jī)在物流配送、電力巡線、農(nóng)林植保、測(cè)繪勘探、安防監(jiān)控、應(yīng)急救援等方面得到了廣泛應(yīng)用。與此同時(shí)，相較于傳統(tǒng)的運(yùn)輸航空和通用航空，無(wú)人機(jī)在飛行器性能、運(yùn)行環(huán)境和應(yīng)用場(chǎng)景等維度都有很大差異，從而誘發(fā)新的安全風(fēng)險(xiǎn)[1]。由于無(wú)人機(jī)安全管控理論對(duì)制定管理規(guī)范支撐的不足，以及監(jiān)管技術(shù)手段的缺失，由無(wú)人機(jī)所引發(fā)的干擾航班和墜地傷人等不安全事件也日益嚴(yán)重，嚴(yán)重危害著國(guó)家安全、民航運(yùn)行安全和普通民眾生命財(cái)產(chǎn)安全[2]。

國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)陸續(xù)建設(shè)無(wú)人機(jī)安全管控實(shí)驗(yàn)室，對(duì)無(wú)人機(jī)運(yùn)行性能、安全風(fēng)險(xiǎn)、管控方式等展開(kāi)研究[3-4]。國(guó)際無(wú)人系統(tǒng)規(guī)則制定聯(lián)合體（JARUS）發(fā)布特定類(lèi)無(wú)人機(jī)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指導(dǎo)材料（SORA）[5]，為無(wú)人機(jī)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)測(cè)試實(shí)驗(yàn)提供了依據(jù)[6]。美國(guó)聯(lián)邦航空局（FAA）資助成立無(wú)人機(jī)卓越研究聯(lián)盟（ASSURE），建設(shè)無(wú)人機(jī)安全管控實(shí)驗(yàn)室，評(píng)估各種材料特性和結(jié)構(gòu)的小型無(wú)人機(jī)損傷，開(kāi)展固定翼和多旋翼小型無(wú)人機(jī)故障飛行測(cè)試、空氣動(dòng)力學(xué)建模、人體沖擊實(shí)驗(yàn)、頭部沖擊實(shí)驗(yàn)，以及高保真的頭部和頸部撞擊模擬實(shí)驗(yàn)等，將研究數(shù)據(jù)支撐無(wú)人機(jī)飛越人群的操作限制，指導(dǎo)無(wú)人機(jī)運(yùn)行規(guī)范制定[7]。歐洲航空安全局（EASA）提出基于無(wú)人機(jī)性能的安全管控策略，通過(guò)適航管理認(rèn)證和性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)逐步完善安全管控方式[8]。英國(guó)克蘭菲爾德建設(shè)數(shù)字航空研究和技術(shù)中心（DARTeC），圍繞無(wú)人機(jī)融入現(xiàn)有空域，通過(guò)安全數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)設(shè)施建立共享空域，提高無(wú)人機(jī)的自適應(yīng)/感知和自修復(fù)/修復(fù)技術(shù)。新加坡南洋理工大學(xué)研究低空空域柵格化劃設(shè)技術(shù)，在無(wú)人機(jī)風(fēng)險(xiǎn)地圖基礎(chǔ)上建設(shè)虛擬運(yùn)行仿真平臺(tái)[9]。我國(guó)科研機(jī)構(gòu)也逐步針對(duì)無(wú)人機(jī)適航、管理、運(yùn)行、安全評(píng)估等方面開(kāi)展實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，根據(jù)研究成果完善相關(guān)法律法規(guī)制度[10-14]。但整體而言，目前無(wú)人機(jī)安全管控仍存在安全監(jiān)管體制機(jī)制亟待完善、安全監(jiān)管技術(shù)研究不足，以及安全監(jiān)管信息采集及融合手段缺乏等問(wèn)題。

根據(jù)低空空域內(nèi)無(wú)人機(jī)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，本文圍繞無(wú)人機(jī)飛行性能測(cè)試、網(wǎng)聯(lián)通信功能測(cè)試、融入現(xiàn)有空域關(guān)鍵技術(shù)測(cè)試[15]，探索網(wǎng)聯(lián)無(wú)人機(jī)安全管控教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)方案，開(kāi)展無(wú)人機(jī)性能實(shí)驗(yàn)、低空環(huán)境下無(wú)線信道通信環(huán)境實(shí)驗(yàn)、無(wú)人機(jī)航跡預(yù)測(cè)和航空器混合運(yùn)行態(tài)勢(shì)模擬，基于5G移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)開(kāi)展無(wú)人機(jī)安全管控技術(shù)研究和實(shí)驗(yàn)，形成具有中國(guó)特色的無(wú)人機(jī)安全管控技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，從而為我國(guó)無(wú)人機(jī)安全管控研究提供實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

1 網(wǎng)聯(lián)無(wú)人機(jī)安全管控教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)總體方案

無(wú)人機(jī)安全管控教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)重點(diǎn)支撐無(wú)人機(jī)安全管控基礎(chǔ)理論、技術(shù)與方法、無(wú)人機(jī)性能、無(wú)人機(jī)運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、有人機(jī)/無(wú)人機(jī)混合運(yùn)行虛擬仿真、綜合測(cè)試實(shí)驗(yàn)等研究，實(shí)現(xiàn)低空空域無(wú)人機(jī)安全運(yùn)行和無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。無(wú)人機(jī)安全管控教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的總體研究方案架構(gòu)如圖1所示。

圖1 無(wú)人機(jī)安全管控教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)總體架構(gòu)

無(wú)人機(jī)安全管控教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)將運(yùn)輸航空（未來(lái)）、通用航空、無(wú)人機(jī)有機(jī)集成，建立基于有人機(jī)/無(wú)人機(jī)混合運(yùn)行的應(yīng)用環(huán)境，采用人工智能技術(shù)、網(wǎng)聯(lián)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等，形成基于大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的無(wú)人機(jī)安全管控理論與方法、監(jiān)視技術(shù)、管控技術(shù)，形成集信息采集與處理、運(yùn)行態(tài)勢(shì)分析、自主感知-避讓、空管決策、安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估為一體的無(wú)人機(jī)安全管控研究體系。

平臺(tái)重點(diǎn)建設(shè)無(wú)人機(jī)性能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、網(wǎng)聯(lián)無(wú)人機(jī)場(chǎng)景運(yùn)行實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和有人機(jī)/無(wú)人機(jī)混合運(yùn)行模擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。滿足國(guó)家發(fā)展需求對(duì)無(wú)人機(jī)安全管控的要求，建立符合我國(guó)國(guó)情和特色的無(wú)人機(jī)安全管控理論與方法、技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)等，提升國(guó)家對(duì)無(wú)人機(jī)安全管控能力和水平，優(yōu)化和改善無(wú)人機(jī)運(yùn)行環(huán)境，促進(jìn)無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)健康、有序、和諧、可持續(xù)發(fā)展。

2 網(wǎng)聯(lián)無(wú)人機(jī)安全管控教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)功能架構(gòu)

2.1 無(wú)人機(jī)性能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

無(wú)人機(jī)性能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要由空域基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、無(wú)人機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)/動(dòng)力學(xué)模型數(shù)據(jù)庫(kù)、無(wú)人機(jī)性能數(shù)據(jù)庫(kù)、小型氣象觀測(cè)系統(tǒng)、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)（含飛控）、無(wú)人機(jī)地面站系統(tǒng)、光學(xué)位置定位設(shè)備、無(wú)人機(jī)路徑規(guī)劃系統(tǒng)、無(wú)人機(jī)綜合態(tài)勢(shì)顯示系統(tǒng)、無(wú)人機(jī)安全管控輔助決策系統(tǒng)、空管-地面站通信鏈路等組成。無(wú)人機(jī)性能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 無(wú)人機(jī)性能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

（1）空域基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)是在GIS(地理信息系統(tǒng))基礎(chǔ)上，疊加民航運(yùn)行空域信息、航空情報(bào)信息、障礙物信息，從而形成面向無(wú)人機(jī)運(yùn)行特點(diǎn)和運(yùn)行環(huán)境的3D/4D空域基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)?？沼蚧A(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)所包含的主要信息包括地形信息、地理信息、障礙物信息、高程信息、限制性空域信息、民航航路/航線信息、導(dǎo)航臺(tái)信息、臨時(shí)性限制信息等。

（2）無(wú)人機(jī)路徑規(guī)劃系統(tǒng)按照一定的運(yùn)行規(guī)則和規(guī)劃策略，結(jié)合無(wú)人機(jī)運(yùn)行特點(diǎn)和飛行任務(wù)，制定出適合飛行任務(wù)并滿足安全需求的運(yùn)動(dòng)軌跡，規(guī)劃規(guī)避各類(lèi)障礙物碰撞的安全路徑。

（3）無(wú)人機(jī)系統(tǒng)（含飛控）包括無(wú)人機(jī)、飛控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)、地面站系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等。飛控系統(tǒng)對(duì)無(wú)人機(jī)的穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?、精確度、實(shí)時(shí)性等都有重要影響，對(duì)其飛行性能起決定性的作用；數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)可以保證對(duì)遙控指令的準(zhǔn)確傳輸，以及無(wú)人機(jī)接收、發(fā)送信息的實(shí)時(shí)性和可靠性，以保證信息反饋的及時(shí)有效性和順利、準(zhǔn)確地完成任務(wù)。

（4）基于光學(xué)運(yùn)動(dòng)捕捉原理的無(wú)人機(jī)航跡測(cè)試系統(tǒng)，利用VICON光學(xué)位置定位設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)的精確定位。在無(wú)人機(jī)的關(guān)鍵部位設(shè)置跟蹤器，由VICON光學(xué)攝像頭系統(tǒng)捕捉跟蹤器位置，再經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理后向用戶提供跟蹤器位置數(shù)據(jù)。當(dāng)數(shù)據(jù)被計(jì)算機(jī)識(shí)別后，即可以在計(jì)算機(jī)中輸出物體的六自由度位置數(shù)據(jù)。系統(tǒng)實(shí)時(shí)輸出高精確度、高頻率運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)快速捕捉。

（5）無(wú)人機(jī)綜合態(tài)勢(shì)顯示系統(tǒng)是綜合信息集成、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、告警/預(yù)警、數(shù)據(jù)定制/回放/輸出、保留有相應(yīng)外部接口的綜合態(tài)勢(shì)顯示系統(tǒng)。它能滿足圖像和數(shù)據(jù)顯示的需求，實(shí)現(xiàn)飛行計(jì)劃的顯示以及各種模式目標(biāo)（目標(biāo)跟蹤航跡、預(yù)測(cè)航跡、飛機(jī)標(biāo)牌、尾跡等）等在背景地圖上清晰、準(zhǔn)確、平穩(wěn)地顯示，提供流量監(jiān)控單元的各種告警和預(yù)警，同時(shí)提供管制目標(biāo)、空域單元按照告警級(jí)別分顏色顯示，并提供各種操作和控制功能以實(shí)現(xiàn)方便快捷的流量預(yù)測(cè)和監(jiān)控單元的預(yù)警告警。

2.2 網(wǎng)聯(lián)無(wú)人機(jī)場(chǎng)景運(yùn)行實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

網(wǎng)聯(lián)無(wú)人機(jī)場(chǎng)景運(yùn)行實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)運(yùn)行保障系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 網(wǎng)聯(lián)無(wú)人機(jī)場(chǎng)景運(yùn)行實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)運(yùn)行保障系統(tǒng)

網(wǎng)聯(lián)無(wú)人機(jī)場(chǎng)景運(yùn)行實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)運(yùn)行保障系統(tǒng)主要由無(wú)人機(jī)運(yùn)行場(chǎng)、TD-LTE基站和TD-LTE核心網(wǎng)設(shè)備、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)、無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)視站、機(jī)載實(shí)驗(yàn)終端、氣象觀測(cè)設(shè)備、態(tài)勢(shì)感知系統(tǒng)、飛行空域管理云、通信控制云等組成。

無(wú)人機(jī)可以通過(guò)5G網(wǎng)聯(lián)實(shí)現(xiàn)地面基站與機(jī)載端的通信交互，進(jìn)行數(shù)據(jù)通信和自定義數(shù)據(jù)的傳輸，網(wǎng)聯(lián)無(wú)人機(jī)信息交聯(lián)關(guān)系如圖4所示。無(wú)人機(jī)通過(guò)以上信息交互過(guò)程，在飛行中提供目視輔助導(dǎo)航，進(jìn)行周邊飛行態(tài)勢(shì)顯示（基于TIS數(shù)據(jù)）和飛行信息顯示（基于FIS數(shù)據(jù)），完成自動(dòng)警示（跨區(qū)、侵入、防相撞等），提供飛行電子文檔查閱，裝載航空情報(bào)資料，計(jì)算飛行相關(guān)參數(shù)。

圖4 網(wǎng)聯(lián)無(wú)人機(jī)信息交聯(lián)關(guān)系圖

具體而言，網(wǎng)聯(lián)通信完成以下功能：

（1）通信功能。電子飛行服務(wù)包能夠通過(guò)網(wǎng)口或Wi-Fi接口與機(jī)載通信終端建立IP通信連接，接收TIS/FIS報(bào)文，發(fā)送ADS-B報(bào)文，收發(fā)自定義文本報(bào)文和VoIP報(bào)文。

（2）數(shù)據(jù)解析和編碼功能。能夠完成對(duì)TIS/FIS報(bào)文、自定義文本報(bào)文的解析；能夠根據(jù)自帶的北斗導(dǎo)航模塊/GPS模塊獲取位置、速度等信息，完成ADS-B報(bào)文的編碼；能夠?qū)ψ远x文本進(jìn)行編解碼；能夠完成對(duì)VoIP數(shù)據(jù)的編解碼。

（3）話音通話功能。電子飛行服務(wù)包能夠提供VoIP終端應(yīng)用軟件，與管制中心系統(tǒng)中的VoIP終端應(yīng)用軟件建立話音通信連接。

（4）定位功能。通過(guò)內(nèi)置北斗導(dǎo)航模塊/GPS模塊獲取位置、速度等信息。

（5）ADS-B信息發(fā)送。能夠根據(jù)自帶北斗導(dǎo)航模塊/GPS模塊獲取位置、速度等信息，完成ADS-B報(bào)文編碼，并周期性地進(jìn)行發(fā)送。

2.3 有人機(jī)/無(wú)人機(jī)混合運(yùn)行模擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

有人機(jī)/無(wú)人機(jī)混合運(yùn)行模擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)要建立集人工智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、仿真模型等于一體的有人機(jī)/無(wú)人機(jī)綜合仿真環(huán)境。混合運(yùn)行模擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)體系架構(gòu)如圖5所示。

圖5 混合運(yùn)行模擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)體系架構(gòu)

系統(tǒng)主要由無(wú)人機(jī)模擬器、管制模擬機(jī)、運(yùn)行環(huán)境模擬器等組成。通過(guò)建立全數(shù)字、多場(chǎng)景、多環(huán)境的無(wú)人機(jī)-管制模擬機(jī)聯(lián)合仿真系統(tǒng)，支持無(wú)人機(jī)運(yùn)行管理的空域規(guī)劃、管制規(guī)則等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，推動(dòng)無(wú)人機(jī)安全管控技術(shù)和方法的實(shí)現(xiàn)。

3 網(wǎng)聯(lián)無(wú)人機(jī)安全管控教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)功能設(shè)計(jì)

3.1 無(wú)人機(jī)性能模型構(gòu)建

無(wú)人機(jī)性能模型是進(jìn)行無(wú)人機(jī)運(yùn)行仿真的關(guān)鍵，無(wú)人機(jī)運(yùn)行仿真是實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)航跡預(yù)測(cè)的必要條件，又是建立和發(fā)展無(wú)人機(jī)安全管控系統(tǒng)的關(guān)鍵。同時(shí)，空管的仿真系統(tǒng)、空中交通的流量管理系統(tǒng)、容量評(píng)估系統(tǒng)同樣需要構(gòu)建無(wú)人機(jī)的性能模型才能進(jìn)行分析。

通過(guò)無(wú)人機(jī)性能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)捕捉模塊有效采集無(wú)人機(jī)航跡數(shù)據(jù)，通過(guò)插值、重采樣、濾波等方法對(duì)包含噪聲的無(wú)人機(jī)航跡數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，根據(jù)研究需求構(gòu)建和驗(yàn)證不同類(lèi)型的無(wú)人機(jī)性能模型，滿足不同場(chǎng)景的應(yīng)用需求。按照功能和復(fù)雜程度，可建立完整的飛行動(dòng)態(tài)模型、質(zhì)點(diǎn)模型、參數(shù)模型和固定模型等不同精度的無(wú)人機(jī)性能模型。其中，飛行動(dòng)態(tài)模型使用六自由度方程，考慮飛機(jī)的平動(dòng)和自身滾轉(zhuǎn)；質(zhì)點(diǎn)模型僅考慮飛機(jī)的平動(dòng)，可以采用多種手段簡(jiǎn)化模型的運(yùn)動(dòng)方程，得出不同的算法方程；參數(shù)模型不考慮飛機(jī)的實(shí)際受力，對(duì)飛機(jī)的速度和加速度建模，該方法在空管環(huán)境中得到廣泛應(yīng)用；固定模型直接從表格中根據(jù)不同高度和飛行階段查找水平和垂直速度。

3.2 低空環(huán)境下無(wú)線信道通信環(huán)境實(shí)驗(yàn)

多普勒頻移使接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間產(chǎn)生頻率偏差，不僅會(huì)影響上行接入成功率、切換成功率，還會(huì)對(duì)系統(tǒng)的容量和覆蓋產(chǎn)生影響。開(kāi)展低空環(huán)境下的無(wú)線信道通信環(huán)境實(shí)驗(yàn)，可以解決低空飛行器高速移動(dòng)過(guò)程中所產(chǎn)生的多普勒頻移問(wèn)題，以及無(wú)線信道模型特性的校準(zhǔn)問(wèn)題。針對(duì)5G低空覆蓋組網(wǎng)存在的問(wèn)題，開(kāi)展如圖6所示的信息傳輸流程驗(yàn)證，對(duì)低空環(huán)境下的無(wú)線信道環(huán)境開(kāi)展測(cè)試。

圖6 信息傳輸流程驗(yàn)證

3.3 無(wú)人機(jī)航跡預(yù)測(cè)

運(yùn)輸航空空中交通管制過(guò)程中，雷達(dá)管制系統(tǒng)和雷達(dá)管制模擬機(jī)，能夠在雷達(dá)屏幕上根據(jù)飛機(jī)的類(lèi)型和當(dāng)前運(yùn)動(dòng)狀態(tài)顯示出飛機(jī)的預(yù)測(cè)航跡。參考現(xiàn)有運(yùn)輸航空的空中交通管制系統(tǒng)，無(wú)人機(jī)安全管控系統(tǒng)仍需要監(jiān)測(cè)或預(yù)測(cè)無(wú)人機(jī)飛行航跡。依托無(wú)人機(jī)室內(nèi)航跡分析平臺(tái)，研究不同預(yù)測(cè)方法，如基于卡爾曼濾波等的估計(jì)算法、基于飛機(jī)性能模型的航跡預(yù)測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)正常航跡預(yù)測(cè)、最壞狀況航跡預(yù)測(cè)和概率航跡預(yù)測(cè)。

3.4 航空器混合運(yùn)行態(tài)勢(shì)模擬

開(kāi)展無(wú)人機(jī)/有人機(jī)運(yùn)行仿真模擬和運(yùn)行規(guī)則模擬。對(duì)無(wú)人機(jī)的運(yùn)行速度、位置、三維姿態(tài)進(jìn)行模擬，對(duì)航空器的運(yùn)行態(tài)勢(shì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警，對(duì)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行仿真分析。開(kāi)展混合運(yùn)行規(guī)則的仿真驗(yàn)證，集成無(wú)人機(jī)運(yùn)行相關(guān)的信息，開(kāi)展有人機(jī)/無(wú)人機(jī)混合運(yùn)行空域的劃設(shè)研究，設(shè)計(jì)運(yùn)行程序，研究混合運(yùn)行中航空器的優(yōu)先級(jí)、混合運(yùn)行中沖突避讓規(guī)則的仿真等。開(kāi)展混合運(yùn)行間隔仿真驗(yàn)證，對(duì)有人機(jī)/無(wú)人機(jī)混合運(yùn)行中有人機(jī)與有人機(jī)之間、有人機(jī)與無(wú)人機(jī)之間以及無(wú)人機(jī)與無(wú)人機(jī)之間的運(yùn)行間隔開(kāi)展設(shè)計(jì)與仿真。

4 平臺(tái)應(yīng)用

網(wǎng)聯(lián)無(wú)人機(jī)安全管控教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要應(yīng)用于本科生、研究生實(shí)踐課程。教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)結(jié)合無(wú)人機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀、運(yùn)行管理、法律法規(guī)、空管運(yùn)行規(guī)定、空域及安全、技術(shù)保障等方面全方位系統(tǒng)地對(duì)無(wú)人機(jī)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)與監(jiān)管進(jìn)行講授，提高和增強(qiáng)民航學(xué)生對(duì)無(wú)人機(jī)運(yùn)行的認(rèn)識(shí)，提高自覺(jué)遵守?zé)o人機(jī)運(yùn)行法律法規(guī)的意識(shí)，提升無(wú)人機(jī)依法運(yùn)行、依法管理、依法飛行的氛圍。教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)旨在培養(yǎng)學(xué)生在無(wú)人機(jī)運(yùn)行安全專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域從事技術(shù)、管理工作的實(shí)際能力，使學(xué)生掌握無(wú)人機(jī)運(yùn)行安全工程領(lǐng)域研究的一般方法，具備開(kāi)展無(wú)人機(jī)運(yùn)行安全工作的基本知識(shí)與專(zhuān)業(yè)素質(zhì)。教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的應(yīng)用，使學(xué)生了解無(wú)人機(jī)運(yùn)行安全工程領(lǐng)域的發(fā)展動(dòng)態(tài)，概括性、整體性地了解和掌握無(wú)人機(jī)運(yùn)行安全工程中涉及的理論、方法、技術(shù)、管理等基礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立科學(xué)的安全觀并提升學(xué)生的交通安全意識(shí)；使學(xué)生獲得無(wú)人機(jī)運(yùn)行安全工程領(lǐng)域分析問(wèn)題、開(kāi)展研究、設(shè)計(jì)解決方案的基本訓(xùn)練，初步具備綜合分析和處理各類(lèi)無(wú)人機(jī)運(yùn)行安全問(wèn)題的基本能力；獲得無(wú)人機(jī)運(yùn)行安全工程與社會(huì)、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展之間關(guān)系的基本思考和基本能力訓(xùn)練，得到無(wú)人機(jī)運(yùn)行安全工程領(lǐng)域應(yīng)遵循的職業(yè)規(guī)范的訓(xùn)練；獲得個(gè)人與團(tuán)隊(duì)角色，以及溝通和項(xiàng)目管理能力的訓(xùn)練；獲得終身學(xué)習(xí)意識(shí)的培養(yǎng)和訓(xùn)練。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)網(wǎng)聯(lián)無(wú)人機(jī)安全管控教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)和應(yīng)用，得到的主要結(jié)論如下：

（1）搭建無(wú)人機(jī)性能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，開(kāi)展室內(nèi)無(wú)人機(jī)航跡分析與沖突預(yù)警仿真模擬，形成無(wú)人機(jī)安全運(yùn)行的安全間隔標(biāo)準(zhǔn)和告警算法，為無(wú)人機(jī)安全管控技術(shù)提供理論和實(shí)驗(yàn)支撐。

（2）搭建網(wǎng)聯(lián)無(wú)人機(jī)場(chǎng)景運(yùn)行實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，開(kāi)展網(wǎng)聯(lián)無(wú)人機(jī)視距外監(jiān)視與控制仿真模擬，通過(guò)5G、ADS-B等技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)聯(lián)無(wú)人機(jī)的視距外監(jiān)視與控制，分析和研究所需通信導(dǎo)航監(jiān)視性能標(biāo)準(zhǔn)，為構(gòu)建符合安全管控要求和運(yùn)行要求的無(wú)人機(jī)通信導(dǎo)航監(jiān)視所需性能提供參考依據(jù)。

（3）搭建有人機(jī)/無(wú)人機(jī)混合運(yùn)行模擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，開(kāi)展無(wú)人機(jī)駕駛與管制模擬機(jī)聯(lián)合仿真，從空管安全運(yùn)行的角度出發(fā)，研究無(wú)人機(jī)駕駛/管制模擬機(jī)混合運(yùn)行的基礎(chǔ)理論和方法，形成混合運(yùn)行空域規(guī)劃、管制程序等空管運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，為無(wú)人機(jī)安全管控能力提升提供標(biāo)準(zhǔn)保障。