Ellipse kompatibel mit Cobham Satcom
Die Kompatibilität zwischen Ellipse-D und Aviator UAV 200 wird vom CNES für die Antennenausrichtung bestätigt. “Das Ellipse-D INS von SBG hat ein bemerkenswert kompaktes Design, das es UAV-Industrieunternehmen ermöglichen wird, die von ihnen angebotenen Dienstleistungen zu verbessern und weiterzuentwickeln; dies ist das französische Know-how an der Spitze der Innovation.” – CNES’ Cesars Center Team
Das CNES, auch National Center for Space Studies genannt, ist eine französische Agentur, die sich der Weltraumforschung widmet. Sie untersteht der Aufsicht der Ministerien für Wirtschaft, Verteidigung und Forschung.
Das CESARS-Zentrum von CNES vereinfacht den Zugang zur Satellitenkommunikation
Eine Mission ist die Entwicklung, Präsentation und Durchführung 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 erhöhen.
CESARS empfängt kostenlos Unternehmen, Labore und Kollektivitäten, um sie zu beraten, Feedback zu Technologien zu geben, sie bei der Durchführung von Tests zu unterstützen und ihnen Zugang zur technischen Plattform selbst zu gewähren, einschließlich der Hardware.
Eine kombinierte Lösung für verbesserte Echtzeitsteuerung für UAV-Navigation
Das CESARS-Team testet und verifiziert Geräte üblicherweise am Boden, bevor es mit einem Projekt fortfährt. Hier bestand das Ziel darin, die Kompatibilität zwischen Cobhams AVIATOR UAV 200 und dem Ellipse-D Trägheitsnavigationssystem von SBG Systems zu bestätigen.
Ellipse-D ist ein miniaturisiertes Dual-Antennen-Trägheitsnavigationssystem, das selbst in den anspruchsvollsten Umgebungen hochgenaue Navigations- und Orientierungsdaten liefert.
Wie alle SBG-Sensoren wird Ellipse-D INS/GNSS umfassenden Tests von -40°C bis 85°C unterzogen, um eine optimale Leistung zu gewährleisten. Darüber hinaus wird es sorgfältig kalibriert, um Zuverlässigkeit unter allen Bedingungen zu garantieren.
Der AVIATOR UAV 200 ist ein kompaktes All-in-One-Satcom-Terminal (Antenne und Modem), das in eine kleine UAV passt. Es ermöglicht die Verbindung zwischen einer UAV und einem Satelliten, der als Vermittler zwischen der UAV und der Bodenkontrolle fungiert.
Cobhams Lösung überträgt Informationen, wie Videos, von der UAV zur Bodenkontrolle mit einer sehr niedrigen Datenrate (200kbps). Der AVIATOR UAV 200 ermöglicht es der UAV, länger und weiter von der Kontrollzentrale entfernt zu fliegen, mittels BLOS-Kommunikation (Beyond Line of Sight).
Wie funktionieren sie zusammen?
Der Trägheitssensor sendet Roll-, Nick-, Gier-, Kurs- und Positionseingaben an den AVIATOR UAV 200. Wir verwenden diese Daten, um den Antennenstrahl des AVIATOR UAV 200 auf einen Telekommunikationssatelliten auszurichten und ihn präzise zu verfolgen.
Anschließend trägt dies zur Aufrechterhaltung einer optimalen Datenübertragung bei. Je genauer die Antennenausrichtung ist, desto stabiler ist die Satellitenverbindung.
Ellipse-D INS/GNSS bietet dank seines Dual-Antennen-GNSS-Empfängers einen präzisen und zuverlässigen Kurs zum Startzeitpunkt, was für diese Anwendungen entscheidend ist. Der INS-Sensor liefert Bewegungs- und Positionsdaten, um dem AVIATOR UAV 200 zu helfen, die Satellitenverbindung während des Fluges aufrechtzuerhalten.
Im Falle von Spoofing hilft das INS dank des Extended Kalman Filters, einen robusten Kurs beizubehalten.
Stationäre und mobile Tests in Bodenkonfiguration
Im Oktober 2020 führte das CNES einige Tests innerhalb des CST (Centre Spatial de Toulouse) durch.
Zuerst bereitete das Team die Hardware und Software im Labor vor. Darüber hinaus integrierten sie die Hardware in den Oscar-LKW. Oscar, ein mobiles Labor, transportiert und testet OTM-Antennen direkt auf den Straßen. Nach Bestätigung des ordnungsgemäßen stationären Betriebs führte das Team OTM-Tests innerhalb des CNES durch.
Schließlich bestätigten diese Tests die Kompatibilität zwischen dem Inertialsensor und dem Terminal.
Konfiguration der Ausrüstung
Während des Tests im stationären Modus im Labor verwendete das CNES die sbgcenter-Software, die mit dem Ellipse-D INS/GNSS geliefert wird, um das Gerät so zu konfigurieren, dass es optimal zu ihrer Anwendung passt.
Diese Software bietet verschiedene Bewegungsprofile, um die Parameter des Extended Kalman Filters anzupassen und die beste Leistung für die Einsatzbedingungen zu erzielen.
Ausgewählte Einstellungen in der sbgCenter-Software:
- Profilauswahl: „Allzweck“. Es war am besten für das Verhalten des Oscar-Trucks geeignet. Für eine Integration auf einer UAV muss ein UAV-Profil ausgewählt werden.
- Konfiguration der beiden GNSS-Antennen: muss mehr als 45 cm vom Cobham-Terminal entfernt sein und sich in einer ähnlichen “Umgebung” befinden (ausreichend nah beieinander, keine Hindernisse dazwischen und denselben Dynamiken ausgesetzt sein).
- Ausrichtung des Fahrzeugs in Bezug auf die eingegebene Steuereinheit (in unserem Fall sind sie entlang derselben Achse ausgerichtet).
- Wenn andere Sensoren auf dem Träger platziert werden, können diese ebenfalls eingegeben werden (Pitotrohr, Beschleunigungsmesser…).
- Der COM-Port A des Ellipse-D INS/GNSS (das Hauptgerät) ist mit dem PC verbunden, um die im sbgcenter empfangenen Informationen zu visualisieren. Port E ist mit dem Cobham-Terminal verbunden. Beide sind mit 115200 Baud konfiguriert.
- Was die Datenausgabe betrifft, so muss die Übertragungsfrequenz der AT_ITINS-Nachrichten maximal 50 Hz betragen.
Integration und OTM-Test
Es wurden zwei “On-The-Move”-Tests auf dem gleichen Rundkurs durchgeführt. Der Testkurs umfasst Geraden und Kreisverkehre, und die maximale Geschwindigkeit für die Absolvierung betrug 30 km/h.
Der erste Test ergab, dass Einstellungsanpassungen erforderlich waren, insbesondere die Übertragungsfrequenz, die zu hoch eingestellt war. Während des zweiten Tests war die Verbindung stabil, auch bei Richtungsänderungen, wodurch die Einstellungen validiert wurden.
Der Ping wurde korrekt durchgeleitet, und die längsten beobachteten Latenzzeiten sind diejenigen, die auf eine Passage in der Nähe eines Gebäudes folgen (mögliche Maskierung der LOS). Auf der Aviator UAV 200-Schnittstelle funktionierte alles (Signalpegel >50 dBHz, GPS-Fix). Durch die Aufzeichnung der Testsitzungen können die Sequenzen auf dem SBGcenter über verschiedene Optionen wiedergegeben werden:
- Positionsansicht: Sie zeigt eine Abbildung mit Animationen, in der Sie den Weg des Fahrzeugs verfolgen können.
- Cockpit-Ansicht: Eine grafische Benutzeroberfläche mit Visualisierung der Lagedaten des Trägers.
Fazit
Nach all diesen Tests kam das Team des Cesars-Zentrums der CNES zu dem Schluss, dass das Trägheitsnavigationssystem Ellipse-D von SBG Systems mit dem Cobham Aviator UAV 200 Terminal in einer „Boden“-Konfiguration kompatibel ist.
Dieser abschließende Test eröffnet UAV-Nutzern eine Vielzahl von Möglichkeiten.
Ellipse-D
Die Ellipse-D ist ein inertiales Navigationssystem, das eine Dual-Antenne und ein Dual-Frequenz RTK GNSS integriert und mit unserer Post-Processing-Software Qinertia kompatibel ist.
Entwickelt für Roboter- und Geodatenanwendungen, kann es den Odometer-Eingang mit Pulse oder CAN OBDII für eine verbesserte Koppelnavigation-Genauigkeit verschmelzen.
Fordern Sie ein Angebot für Ellipse-D an
Haben Sie Fragen?
Willkommen in unserem FAQ-Bereich! Hier finden Sie Antworten auf die häufigsten Fragen zu den Anwendungen, die wir vorstellen. Wenn Sie nicht finden, wonach Sie suchen, können Sie sich gerne direkt an uns wenden!
Verwenden UAVs GPS?
Unbemannte Luftfahrzeuge (UAVs), allgemein bekannt als Drohnen, verwenden typischerweise die Global Positioning System (GPS)-Technologie für Navigation und Positionierung.
GPS ist ein wesentlicher Bestandteil des Navigationssystems einer UAV, das Echtzeit-Positionsdaten liefert, die es der Drohne ermöglichen, ihre Position präzise zu bestimmen und verschiedene Aufgaben auszuführen.
In den letzten Jahren wurde dieser Begriff durch einen neuen Begriff, GNSS (Global Navigation Satellite System), ersetzt. GNSS bezeichnet die allgemeine Kategorie von Satellitennavigationssystemen, die GPS und verschiedene andere Systeme umfasst. Im Gegensatz dazu ist GPS ein spezifischer Typ von GNSS, der von den Vereinigten Staaten entwickelt wurde.
Wie steuert man Ausgangsverzögerungen im UAV-Betrieb?
Die Steuerung der Ausgabeverzögerungen bei UAV-Operationen ist entscheidend für die Gewährleistung einer reaktionsschnellen Leistung, einer präzisen Navigation und einer effektiven Kommunikation, insbesondere in Verteidigungs- oder einsatzkritischen Anwendungen.
Die Ausgabelatenz ist ein wichtiger Aspekt in Echtzeitsteuerungsanwendungen, bei denen eine höhere Ausgabelatenz die Leistung von Regelkreisen beeinträchtigen könnte. Unsere INS Embedded Software wurde entwickelt, um die Ausgabelatenz zu minimieren: Sobald Sensordaten erfasst werden, führt der Extended Kalman Filter (EKF) kleine und zeitkonstante Berechnungen durch, bevor die Ausgaben generiert werden. Typischerweise beträgt die beobachtete Ausgabeverzögerung weniger als eine Millisekunde.
Die Verarbeitungsverzögerung sollte zur Datenübertragungsverzögerung addiert werden, wenn Sie die Gesamtverzögerung erhalten möchten. Diese Übertragungsverzögerung variiert von Schnittstelle zu Schnittstelle. Beispielsweise benötigt eine 50-Byte-Nachricht, die über eine UART-Schnittstelle mit 115200 bps gesendet wird, 4 ms für die vollständige Übertragung. Erwägen Sie höhere Baudraten, um die Ausgabelatenz zu minimieren.
Was ist UAV-Geofencing?
UAV-Geofencing ist eine virtuelle Barriere, die spezifische geografische Grenzen definiert, innerhalb derer ein unbemanntes Luftfahrzeug (UAV) operieren kann.
Diese Technologie spielt eine entscheidende Rolle bei der Erhöhung der Sicherheit und Compliance von Drohnenoperationen, insbesondere in Gebieten, in denen Flugaktivitäten Risiken für Personen, Eigentum oder eingeschränkten Luftraum darstellen können.
In Branchen wie Lieferdiensten, Bauwesen und Landwirtschaft trägt Geofencing dazu bei, dass Drohnen in sicheren und legalen Gebieten operieren, wodurch potenzielle Konflikte vermieden und die betriebliche Effizienz gesteigert werden.
Strafverfolgungs- und Rettungsdienste können Geofencing nutzen, um UAV-Einsätze bei öffentlichen Veranstaltungen oder Notfällen zu verwalten und sicherzustellen, dass Drohnen keine sensiblen Bereiche betreten.
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?
Eine Nutzlast bezieht sich auf alle Geräte, Vorrichtungen oder Materialien, die ein Fahrzeug (Drohne, Schiff …) mit sich führt, um seinen beabsichtigten Zweck über die Grundfunktionen hinaus zu erfüllen. Die Nutzlast ist von den Komponenten getrennt, die für den Betrieb des Fahrzeugs erforderlich sind, wie z. B. seine Motoren, Batterie und Rahmen.
Beispiele für Nutzlasten:
- Kameras: hochauflösende Kameras, Wärmebildkameras…
- Sensoren: LiDAR, hyperspektrale Sensoren, chemische Sensoren…
- Kommunikationsausrüstung: Funkgeräte, Signalverstärker...
- Wissenschaftliche Instrumente: Wettersensoren, Luftprobennehmer…
- Andere Spezialausrüstung
