Cobham製衛星通信に対応したEllipse
CNESは、アンテナポインティング用途におけるEllipse-DとAviator UAV 200の互換性を確認しています。「SBGのEllipse-D INSは非常にコンパクトな設計になっており、UAVメーカーが提供するサービスの向上や開発を可能にします。これこそが最先端を行くフランスのノウハウです」 – CNES Cesarsセンターチーム
CNES（国立宇宙研究センター）は、宇宙研究を専門とするフランスの機関です。同機関は、経済省、国防省、および研究省の3省庁の監督下で運営されています。
CNESのCESARSセンターが衛星通信へのアクセスを容易にする
その使命の一つは、フランス政府のためにフランス宇宙プログラムを策定、提示、実行することです。 CNESは、アリアン（ロケット）、科学、観測、通信、防衛という5つの戦略分野に注力しています。
CNESは、あらゆる新しい用途における衛星通信（Satcom）の利用を普及・拡大させるため、CESARSセンターを設立しました。
CESARSは、企業、研究所、自治体などを自由に受け入れており、技術に関する助言やフィードバックの提供、試験の実施による支援、ハードウェアを含む技術プラットフォームへのアクセス提供を行っています。
UAVの航法におけるリアルタイム制御を強化するための統合ソリューション
CESARSチームは通常、プロジェクトを進める前に地上で機器のテストと検証を行います。ここでの目標は、CobhamのAVIATOR UAV 200とSBG SystemsのEllipse-D INSの互換性を確認することでした。
Ellipse-Dは、最も過酷な環境下でも高精度な航法および姿勢データを提供する小型デュアルアンテナINSです。
すべてのSBGセンサーと同様に、Ellipse-D INS/GNSSは最適な性能を確保するため、-40°Cから85°Cまでの広範なテストを受けます。さらに、あらゆる条件下での信頼性を保証するために慎重に校正されています。
AVIATOR UAV 200は、小型UAVに搭載可能なコンパクトなオールインワンSatcom端末（アンテナとモデム）です。これにより、UAVと衛星間の接続が可能になり、衛星はUAVと地上管制の間を仲介します。
Cobhamのソリューションは、UAVから地上管制へ、動画などの情報を非常に低いデータレート（200kbps）で送信します。AVIATOR UAV 200は、BLOS（Beyond Line of Sight）通信を介して、UAVが管制室からより長く、より遠くまで飛行することを可能にします。
それらはどのように連携しているのでしょうか？
慣性センサーはロール、ピッチ、ヨー、方位、および位置の入力情報をAVIATOR UAV 200に送信します。当社ではこのデータを使用してAVIATOR UAV 200のアンテナビームを通信衛星に向けて正確に追尾させています。
これにより、最適なデータ伝送の維持が可能となります。アンテナのポインティング精度が高ければ高いほど、衛星リンクはより安定します。
Ellipse-D INS/GNSSは、デュアルアンテナGNSS受信機のおかげで起動時に正確かつ信頼性の高い方位を提供します。これはこうした用途において非常に重要です。INSセンサーは、AVIATOR UAV 200が飛行中も衛星リンクを維持できるようにモーションおよび位置データを提供します。
スプーフィングが発生した場合、拡張カルマンフィルタにより、INSが安定した方位の維持を支援します。
地上配置における静止時および移動時の試験
2020年10月、CNESはCST（トゥールーズ宇宙センター）内でいくつかの試験を実施しました。
まず、チームは研究室でハードウェアとソフトウェアの準備を行いました。さらに、ハードウェアをOscarトラックに統合しました。移動型ラボであるOscarは、OTMアンテナを搭載し、路上で直接試験を行います。適切な静止状態での動作を確認した後、チームはCNES内でOTM試験を実施しました。
最後に、これらの試験により、慣性センサーと端末間の互換性が確認されました。
機器の設定
CNES（フランス国立宇宙研究センター）は、研究室での静止モードにおけるテスト中、Ellipse-D INS/GNSSに付属するsbgCenterソフトウェアを使用して、アプリケーションに最適な機器の設定を行いました。
このソフトウェアは、拡張カルマンフィルターのパラメータを調整するためのさまざまなモーションプロファイルを提供し、使用条件において最高のパフォーマンスを発揮します。
sbgCenterソフトウェアで選択された設定：
- プロファイルの選択：「一般用途（general purpose）」。Oscarトラックの挙動に最も適していました。UAVへの統合の場合は、UAVプロファイルを選択する必要があります。
- 2つのGNSSアンテナの構成は、Cobhamターミナルから45 cm以上離れている必要があり、かつ同様の「環境」下にあること（十分に近く、間に障害物がなく、同じ動的条件に置かれる必要があります）。
- 入力された制御ユニットに対する車両の位置関係（この例では、両者は同じ軸に沿って配置されています）。
- キャリアに他のセンサー（ピトー管、加速度計など）が取り付けられている場合は、それらも登録することができます。
- Ellipse-D INS/GNSS（メイン）のCOMポートAは、sbgcenterで受信情報を可視化するためにPCに接続されています。ポートEはCobhamターミナルに接続されています。両方とも115200 ボーに設定されています。
- データ出力に関して、AT_ITINSメッセージの送信周波数は最大50Hzにする必要があります。
統合およびOTMテスト
同じコースで2回の「オン・ザ・ムーヴ（移動中）」テストが実施されました。テストコースには直線とロータリーが含まれており、走行を完了するための最高速度は30km/hでした。
1回目のテストで、設定の調整、特に高すぎた送信周波数の調整が必要であることが判明しました。2回目のテストでは、方向転換時でも接続が安定しており、設定が適切であることが確認されました。
pingは正常に通過し、観測された最も長い遅延は建物の近くを通過した後のもの（LOSの遮蔽の可能性）でした。Aviator UAV 200のインターフェースでは、すべてが正常に機能しました（信号レベル>50dbHz、GPSフィックス）。テストセッションを記録することにより、さまざまなオプションを使用してSBGcenterでシーケンスを再生できます：
- 位置表示：車両の経路を追跡できるアニメーション付きの図が表示されます。
- コックピットビュー：航空機の姿勢データを視覚的に表示するグラフィカルユーザーインターフェース。
結論
これらの試験を経て、CNESのCesarsセンターチームは、SBG SystemsのEllipse-D慣性航法システムが、Cobham Aviator UAV 200ターミナルと「地上」構成で互換性があるという結論に達しました。
この検証結果は、UAVユーザーに幅広い可能性をもたらします。
Ellipse-D
Ellipse-Dは、デュアルアンテナと二周波RTK GNSSを統合した慣性航法システムであり、当社のポストプロセッシングソフトウェア「Qinertia」と互換性があります。
ロボティクスや地理空間アプリケーション向けに設計されており、パルス入力またはCAN OBDIIによるオドメーター入力を融合させることで、推測航法（デッドレコニング）の精度を高めることができます。
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UAVはGPSを使用しますか？
ドローンとして一般的に知られる無人航空機（UAV）は、通常、航法および測位に全地球測位システム（GPS）技術を使用しています。
GPSはUAVの航法システムの不可欠な構成要素であり、ドローンが正確な位置を特定してさまざまなタスクを実行できるようにするリアルタイムの位置データを提供します。
近年、この用語はGNSS（Global Navigation Satellite System）という新しい用語に置き換えられました。GNSSは、GPSをはじめとする様々なシステムを網羅する衛星測位システムの総称を指します。対照的に、GPSは米国によって開発されたGNSSの一種です。
UAV運用における出力遅延をどのように制御すればよいか？
UAVの運用において出力遅延を制御することは、特に防衛分野やミッションクリティカルな用途において、応答性の高い性能、正確な航法、および効果的な通信を確保するために不可欠である。
出力遅延は、リアルタイム制御アプリケーションにおいて重要な要素であり、出力遅延が大きくなると制御ループの性能が低下する可能性があります。当社のINS 組み込みソフトウェアは、出力遅延を最小限に抑えるように設計されています。センサーデータがサンプリングされると、拡張カルマンフィルタ（EKF）が、出力が生成される前に、小規模かつ定数時間の演算を実行します。通常、観測される出力遅延は1ミリ秒未満です。
総遅延を求める場合は、データ伝送遅延に処理遅延を加算する必要があります。この伝送遅延は、インターフェースによって異なります。例えば、UARTインターフェースで115200 bpsの速度で送信される50バイトのメッセージの場合、送信完了までに4msかかります。出力遅延を最小限に抑えるためには、より高いボーレートを検討してください。
UAVのジオフェンシングとは何ですか？
UAVのジオフェンシングとは、無人航空機（UAV）が飛行できる特定の地理的境界を定義する仮想の境界線のことです。
この技術は、ドローンの運用における安全性、セキュリティ、およびコンプライアンスの向上において極めて重要な役割を果たしており、特に、飛行活動が人命や財産、あるいは制限空域にリスクをもたらすおそれのある地域においてその重要性は高い。
配送サービス、建設、農業などの業界において、ジオフェンシングは、ドローンが安全かつ合法的な区域内で飛行することを確保し、潜在的なトラブルを回避するとともに、運用効率の向上に寄与しています。
法執行機関や緊急対応機関は、ジオフェンシングを活用して、公共のイベントや緊急事態の際の無人航空機（UAV）の運用を管理し、ドローンが立ち入り禁止区域に侵入しないようにすることができます。
ジオフェンシングを活用すれば、特定の生息地や保護区へのドローンの立ち入りを制限することで、野生生物や天然資源を保護することができます。
ペイロードとは何ですか？
ペイロードとは、車両（ドローン、船舶など）が、基本的な機能に加えて本来の目的を果たすために搭載するあらゆる機器、装置、または資材を指します。ペイロードは、モーター、バッテリー、フレームなど、車両の動作に必要な構成要素とは区別されます。
ペイロードの例：
- カメラ：高解像度カメラ、サーマルカメラ……
- センサー：LiDAR、ハイパースペクトルセンサー、化学センサー……
- 通信機器：無線機、信号中継器など…
- 科学機器：気象センサー、大気サンプリング装置……
- その他の専用機器
