코밤 새콤과 호환되는 타원형

국립우주연구센터라고도 불리는 CNES는 우주 연구를 전담하는 프랑스 기관입니다. 경제부, 국방부, 연구부의 감독 하에 운영됩니다.

더 쉽게 위성 통신에 액세스할 수 있는 CNES의 CESARS 센터

한 가지 임무는 국가 정부를 위한 프랑스 공간 프로그램을 개발, 발표 및 실행하는 것입니다. CNES는 5가지 전략 분야에 중점을 두고 있습니다: 아리안(발사체), 과학, 관측, 통신, 국방.

CNES는 새로운 종류의 응용 분야에서 위성 통신의 사용을 확산하고 증가시키기 위해 센터 CESARS를 설립했습니다.

CESARS는 기업, 연구소, 단체를 자유롭게 방문하여 기술에 대한 조언과 피드백을 제공하고 테스트를 수행하며 하드웨어를 포함한 기술 플랫폼 자체에 대한 액세스 권한을 부여함으로써 이들을 지원합니다.

UAV 내비게이션을 위한 향상된 실시간 제어를 위한 통합 솔루션

CESARS 팀은 일반적으로 프로젝트를 진행하기 전에 지상에서 장비를 테스트하고 검증합니다. 이번 프로젝트의 목표는 Cobham의 AVIATOR UAV 200과 SBG Systems Ellipse-D 관성 항법 시스템 간의 호환성을 확인하는 것이었습니다.

Ellipse-D 가장 까다로운 환경에서도 매우 정확한 항법 및 방향 데이터를 제공하는 소형 이중 안테나 관성 항법 시스템입니다.

SBG의 모든 센서와 마찬가지로 Ellipse-D INS 최적의 성능을 보장하기 위해 -40°C~85°C에서 광범위한 테스트와 보정을 거쳤습니다.

AVIATOR UAV 200은 소형 UAV에 장착할 수 있는 소형 올인원 Satcom 단말기(안테나와 모뎀)입니다. 이 단말기는 UAV와 위성을 연결하여 UAV와 지상 관제 사이의 중개자 역할을 합니다.

Cobham의 솔루션은 매우 낮은 데이터 속도(200kbps)로 동영상과 같은 정보를 UAV에서 지상 관제 센터로 전송합니다. AVIATOR UAV 200은 BLOS(가시선 너머) 통신을 통해 UAV가 관제실에서 더 멀리, 더 오래 비행할 수 있게 해줍니다.

어떻게 함께 작동하나요?

관성 센서는 롤, 피치, 요, 방향 및 위치 입력을 AVIATOR UAV 200에 전송합니다. 이러한 데이터를 사용하여 AVIATOR UAV 200의 안테나 빔을 통신 위성을 향해 조향하고 정밀하게 추적합니다.

이후 최적의 데이터 전송을 유지하는 데 기여합니다. 안테나 포인팅이 정확할수록 위성 링크가 더 안정적입니다.

Ellipse-D INS 이러한 애플리케이션에 필수적인 듀얼 안테나 GNSS 수신기 덕분에 시작 시 정확하고 신뢰할 수 있는 방향을 제공합니다. INS 센서는 동작 및 위치 데이터를 제공하여 AVIATOR UAV 200이 비행 중 위성 링크를 유지하는 데 도움을 줍니다.

스푸핑이 발생하는 경우 INS 확장 칼만 필터 덕분에 강력한 헤딩을 유지하는 데 도움을 줍니다.

지상 구성의 고정 및 이동 테스트

2020년 10월, CNES는 툴루즈 우주센터(CST)에서 몇 가지 테스트를 진행했습니다.

먼저 실험실에서 하드웨어와 소프트웨어를 직접 가져왔습니다. 그런 다음 하드웨어를 오스카 트럭에 통합했습니다(오스카 트럭은 도로에서 OTM 안테나를 설치하고 테스트하는 '이동식 실험실'입니다).

고정 모드에서 제대로 작동하는지 확인한 후 CNES 내부에서 OTM 테스트를 실행하여 관성 센서와 단말기 간의 호환성을 입증했습니다.

장비 구성

실험실에서 고정 모드에서 테스트하는 동안 CNES는 Ellipse-D INS 함께 제공되는 sbgcenter 소프트웨어를 사용하여 애플리케이션에 가장 적합한 장비를 구성했습니다.

이 소프트웨어는 다양한 동작 프로필을 제공하여 확장 칼만 필터 파라미터를 조정하고 사용 조건에 맞는 최상의 성능을 제공합니다.

sbgCenter 소프트웨어에서 선택한 설정입니다:

• 프로필 선택: "범용". 오스카 트럭의 동작에 가장 적합했습니다. UAV에 통합하려면 UAV 프로필을 선택해야 합니다.
• 2개의 GNSS 안테나 구성: Cobham 단말기에서 45cm 이상 떨어져 있어야 하며, 유사한 '환경'(충분히 가깝고, 안테나 사이에 장애물이 없어야 하며, 동일한 역학 관계를 거쳐야 함)에 있어야 합니다.
• 입력한 제어 장치와 관련된 차량의 정렬(이 경우 동일한 축을 따라 정렬됨).
• 캐리어에 다른 센서가 장착된 경우 해당 센서도 입력할 수 있습니다(피토 튜브, 가속도계 등).
• Ellipse-D INS 컴 포트 A("메인")는 PC에 연결되어 sbgcenter에서 수신한 정보를 시각화합니다. 포트 E는 Cobham 터미널에 연결됩니다. 둘 다 115200 보드로 구성됩니다.
• 데이터 출력에 관한 한, AT_ITINS 메시지의 전송 주파수는 최대 50Hz여야 합니다.

통합 및 OTM 테스트

동일한 서킷에서 두 번의 "이동 중" 테스트가 진행되었습니다. 테스트 회로에는 직선과 교통 서클이 포함되어 있으며 최대 속도는 30km/h였습니다.

첫 번째 테스트에서는 설정 조정이 필요했으며, 특히 전송 주파수가 너무 높게 설정된 것으로 나타났습니다. 두 번째 테스트에서는 방향을 변경하는 경우에도 연결이 안정적이었으며 설정을 확인했습니다.

핑은 올바르게 통과했으며 가장 긴 지연 시간이 관찰된 것은 건물 근처를 통과할 때(LOS가 마스킹될 수 있음)였습니다. Aviator UAV 200 인터페이스에서는 모든 것이 정상적으로 작동했습니다(신호 레벨 >50dbHz, GPS 수정). 테스트 세션을 녹화하면 다양한 옵션을 통해 SBGcenter에서 시퀀스를 재생할 수 있습니다:

• 위치 보기: 차량의 경로를 따라갈 수 있는 애니메이션이 포함된 그림을 표시합니다.
• 콕핏 뷰: 항공사의 자세 데이터를 시각화한 그래픽 사용자 인터페이스입니다.

결론

이러한 모든 테스트 끝에 CNES의 Cesars 센터 팀은 SBG Systems Ellipse-D 관성 항법 시스템이 '지상' 구성에서 Cobham Aviator UAV 200 터미널과 호환된다는 결론에 도달했습니다.

이 결정적인 테스트는 UAV 사용자들에게 다양한 기회를 제공합니다.