Ellipse 兼容 Cobham 卫星通信
CNES 确认了 Ellipse-D 与 Aviator UAV 200 在天线指向方面的兼容性。“SBG 的 Ellipse-D INS 具有卓越的紧凑设计，这将使无人机制造商能够改进和开发他们提供的服务；这是处于创新前沿的法国专业技术。”——CNES Cesars 中心团队
法国国家空间研究中心（CNES）是法国一家致力于空间研究的机构。该机构在经济部、国防部和研究部的共同监督下开展工作。
法国国家空间研究中心（CNES）的CESARS中心让卫星通信更加便捷
其一项使命是代表国家政府制定、提出并实施法国航天计划。 法国国家空间研究中心（CNES）专注于五个战略领域：阿丽亚娜（运载火箭）、科学、遥感、通信和国防。
法国国家空间研究中心（CNES）创建了CESARS中心，旨在推广并扩大卫星通信在各类新型应用中的使用。
CESARS中心免费向企业、实验室和地方政府开放，为其提供技术建议和反馈，通过开展测试提供协助，并开放包括硬件在内的技术平台供其使用。
一种用于增强无人机导航实时控制的综合解决方案
CESARS 团队通常在项目进行之前，在地面上测试和验证设备。本次测试的目标是确认 Cobham 的 AVIATOR UAV 200 与 SBG Systems 的 Ellipse-D 惯性导航系统之间的兼容性。
Ellipse-D 是一款微型双天线惯性导航系统，即使在最具挑战性的环境中也能提供高精度的导航和姿态数据。
与所有 SBG 传感器一样，Ellipse-D INS/GNSS 经过 -40°C 至 85°C 的广泛测试，以确保最佳性能。此外，它经过精心校准，以确保在各种条件下的可靠性。
AVIATOR UAV 200 是一款紧凑型一体化卫星通信终端（天线和调制解调器），适用于小型无人机。它允许无人机与卫星之间建立连接，卫星作为无人机和地面控制之间的中介。
Cobham 的解决方案以非常低的数据速率（200kbps）将视频等信息从无人机传输到地面控制。AVIATOR UAV 200 使无人机能够通过 BLOS（超视距）通信，飞得更远、更久，远离控制室。
它们是如何协同工作的？
惯性传感器向 AVIATOR UAV 200 发送横滚、俯仰、偏航、航向和位置输入。我们使用这些数据将 AVIATOR UAV 200 的天线波束指向电信卫星并对其进行精确跟踪。
之后，这有助于维持最佳的数据传输。天线指向越准确，卫星链路就会越稳定。
由于采用了双天线 GNSS 接收器，Ellipse-D INS/GNSS 在启动时即可提供精确、可靠的航向，这对于这些应用至关重要。INS 传感器提供运动和位置数据，以帮助 AVIATOR UAV 200 在飞行期间保持卫星链路。
在发生欺骗的情况下，借助扩展卡尔曼滤波，INS 将有助于保持稳健的航向。
地面配置下的静态和动态测试
2020年10月，CNES在CST（图卢兹空间中心）内进行了一些测试。
首先，团队在实验室中准备了硬件和软件。此外，他们将硬件集成到Oscar卡车中。Oscar是一个移动实验室，用于在道路上直接搭载和测试OTM天线。在确认静态操作正常后，团队在CNES内部进行了OTM测试。
最后，这些测试证实了惯性传感器与终端之间的兼容性。
设备的配置
在实验室的静止模式测试期间，CNES 使用 Ellipse-D INS/GNSS 附带的 sbgcenter 软件对设备进行了配置，以最契合其应用。
该软件提供了不同的运动配置文件，以调整扩展卡尔曼滤波参数，并在使用条件下交付最佳性能。
在 sbgCenter 软件上选择的设置：
- 配置文件选择：“通用（general purpose）”。这最适合 Oscar 卡车的行为。对于在无人机上的集成，必须选择无人机配置文件。
- 2个GNSS天线的配置：必须距离Cobham终端45厘米以上，并处于相似的“环境”中（足够接近，它们之间没有障碍物，且必须承受相同的动态）。
- 车辆相对于所输入的控制单元的对齐情况（在本例中，它们沿同一轴线对齐）。
- 如果载具上安装了其他传感器，也可以将其输入（皮托管、加速度计……）。
- Ellipse-D INS/GNSS（“主设备”）的 COM 端口 A 连接到 PC，用于在 sbgcenter 上显示接收到的信息。端口 E 连接到 Cobham 终端。两者都配置为 115200 波特率。
- 就数据输出而言，AT_ITINS 报文的传输频率最高必须为 50Hz。
集成与OTM测试
在同一电路上进行了两次“动态”（On-The-Move）测试。测试电路包括直线和环岛，完成测试的最大速度为 30km/H。
第一次测试表明需要进行设置调整，尤其是设置得过高的传输频率。在第二次测试中，连接非常稳定，甚至在改变方向时也是如此，从而验证了各项设置。
Ping 测试通过，观察到的最长延迟发生在经过建筑物附近之后（视距 LOS 可能受阻）。在 Aviator UAV 200 界面上，所有功能均正常运行（信号电平 >50dbHz，GPS 定位）。通过记录测试会话，可以在 SBGcenter 上通过不同的选项回放序列：
- 位置视图：该视图显示了一个带有动画效果的示意图，您可以通过它追踪车辆的行驶轨迹。
- 驾驶舱视图：一个可直观显示航母姿态数据的图形用户界面。
结论
经过所有这些测试后，CNES 的 Cesars 中心团队得出结论，SBG Systems 的 Ellipse-D 惯性导航系统在“地面”配置下与 Cobham Aviator UAV 200 终端兼容。
这项决定性测试为 UAV 用户带来了广泛的机会。
Ellipse-D
Ellipse-D 是一款集成双天线和双频 RTK GNSS 的惯性导航系统，与我们的后处理软件 Qinertia 兼容。
它专为机器人和地理空间应用而设计，可将里程计输入与 Pulse 或 CAN OBDII 进行融合，以提高推算定位精度。
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无人机使用 GPS 吗？
无人驾驶航空器（UAV，通常称为无人机）通常使用全球定位系统 (GPS) 技术进行导航和定位。
GPS 是无人机导航系统的重要组成部分，它提供实时位置数据，使无人机能够准确确定其位置并执行各种任务。
近年来，该术语已被一个新术语 GNSS（全球导航卫星系统）取代。GNSS 指的是卫星导航系统的总称，它包括 GPS 和各种其他系统。相比之下，GPS 是美国开发的一种特定类型的 GNSS。
如何控制无人机作业中的输出延迟？
在无人机操作中控制输出延迟，对于确保响应迅速、导航精准以及通信有效至关重要，特别是在国防或任务关键型应用中。
输出延迟是实时控制应用中的一个重要方面，较高的输出延迟可能会降低控制环路的性能。我们的INS 嵌入式软件旨在将输出延迟降至最低：一旦采样到传感器数据，扩展卡尔曼滤波器（EKF）会在生成输出之前执行少量且耗时恒定的计算。通常情况下，观测到的输出延迟小于一毫秒。
若要计算总延迟，应将处理延迟与数据传输延迟相加。该传输延迟因接口而异。例如，通过 UART 接口以 115200 bps 速率发送一条 50 字节的消息，完成传输需要 4 毫秒。建议采用更高的波特率以尽量减少输出延迟。
什么是无人机地理围栏？
无人机地理围栏是一种虚拟屏障，用于划定无人机（UAV）可运行的特定地理边界。
该技术在提高无人机操作的安全性、保障性和合规性方面发挥着关键作用，特别是在飞行活动可能对人员、财产或受限空域构成风险的区域。
在快递服务、建筑和农业等行业中，地理围栏技术有助于确保无人机在安全且合法的区域内飞行，从而避免潜在冲突并提高运营效率。
执法部门和应急服务部门可在公共活动或紧急情况下利用地理围栏技术来管理无人机飞行，确保无人机不会进入敏感区域。
可以通过地理围栏技术，限制无人机进入某些栖息地或保护区，从而保护野生动物和自然资源。
什么是有效载荷？
有效载荷是指载具（无人机、船只等）为实现其基本功能之外的预期目的而搭载的任何设备、装置或材料。有效载荷与载具运行所需的组件（如电机、电池和机架）是分开的。
有效载荷示例：
- 摄像头：高分辨率摄像头、热成像摄像头……
- 传感器：激光雷达、高光谱传感器、化学传感器……
- 通信设备：对讲机、信号中继器……
- 科学仪器：气象传感器、空气采样器……
- 其他专用设备
