Ellipse 兼容 Cobham 卫星通信
法国国家空间研究中心 (CNES) 声明 Ellipse-D 与 Aviator UAV 200 在天线指向方面具有兼容性。“SBG Systems 的 Ellipse-D INS 具有卓越的紧凑设计，这将使 UAV 行业能够改进和发展他们提供的服务；这是处于创新前沿的法国技术诀窍。”– CNES 的 Cesars 中心团队
CNES，也称为国家空间研究中心，是法国专门从事空间研究的机构。 它们在经济、国防和研究部的监督下运作。
CNES 的 CESARS 中心让卫星通信变得更容易
CNES的任务是为国家政府制定、展示和执行法国空间计划。CNES专注于5个战略领域：Ariane（运载火箭）、科学、观测、电信和国防。
CNES创建了CESARS中心，目的是传播和增加Satcom在任何新型应用中的使用。
CESARS免费欢迎公司、实验室、团体，为他们提供建议、技术反馈，通过执行测试协助他们，并允许他们访问技术平台本身，包括硬件。
用于增强 UAV 导航实时控制的组合解决方案
CESARS 团队通常在开始项目之前在地面上测试和验证设备。在这里，目标是确认 Cobham 的 AVIATOR UAV 200 和 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度精确的导航和姿态数据。
与所有 SBG 的传感器一样，Ellipse-D INS/GNSS 经过广泛的测试和校准，温度范围从 -40°C 到 85°C，以确保最佳性能。
AVIATOR UAV 200 是一款紧凑型一体化 Satcom 终端（天线和调制解调器），适用于小型 UAV。它允许 UAV 和卫星之间建立连接，卫星充当 UAV 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 UAV 传输到地面控制。AVIATOR UAV 200 使 UAV 能够通过 BLOS（超视距）通信飞行更长时间和更远距离。
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、航向精度和位置输入。我们使用这些数据将 AVIATOR UAV 200 的天线波束对准通信卫星并精确跟踪它。
之后，这有助于保持最佳数据传输。天线指向越精确，卫星链路就越稳定。
Ellipse-D INS/GNSS 具有双天线 GNSS 接收器，可在启动时提供精确、可靠的航向精度，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。
如果发生欺骗，由于扩展卡尔曼滤波器，INS 将有助于保持强大的航向精度。
地面配置中的静态和移动测试
2020年10月，CNES在CST（图卢兹航天中心）内进行了一些测试。
首先，在实验室中掌握了硬件和软件。然后将硬件集成到Oscar卡车中（OSCAR是一个“移动实验室”，OTM天线在道路上进行设置和测试）。
在检查了它在静止模式下工作正常后，在CNES内部进行了OTM测试，以证明惯性传感器和终端之间的兼容性。
设备配置
在实验室的静态模式测试中，CNES使用了Ellipse-D INS/GNSS随附的sbgcenter软件来配置设备，以最好地适应其应用。
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器参数，并为使用条件提供最佳性能。
sbgCenter软件上的选择设置：
- 配置方案选择：“通用型”。这是最适合 Oscar 卡车行为的。如果要集成到 UAV 上，则必须选择 UAV 配置方案。
- 2 个 GNSS 天线的配置：必须与 Cobham 终端相距 45 厘米以上，并且在相似的“环境”中（足够接近，它们之间没有障碍物，必须经历相同的动态）。
- 车辆相对于输入控制单元的对准（在本例中，它们沿同一轴对齐）。
- 如果载体上安装了其他传感器，也可以输入这些传感器的数据（如皮托管、加速度计等）。
- Ellipse-D INS/GNSS 的 com 端口 A（“主”端口）连接到 PC，以可视化在 sbgcenter 上接收到的信息。端口 E 连接到 Cobham 终端。两者都配置为 115200 波特。
- 就数据输出而言，AT_ITINS 消息的传输频率必须最高为 50Hz。
集成和 OTM 测试
在同一回路上进行了两次“移动中”测试。测试回路包括直线和环岛，完成测试的最大速度为 30 公里/小时。
第一次测试表明，需要调整设置，尤其是传输频率设置得太高。在第二次测试中，即使在改变方向时，连接也很稳定，验证了这些设置。
Ping 正确通过，观察到的最长延迟是在建筑物附近通过后（可能遮蔽了 LOS）。在 Aviator UAV 200 界面上，一切正常（信号电平 >50dbHz，GPS 定位）。通过记录测试会话，可以在 SBGcenter 上通过不同的选项重放序列：
- 位置视图：它显示了一个带有动画的图形，您可以在其中跟踪车辆的路径。
- Cockpit View：一个图形用户界面，可直观显示载体的姿态数据。
结论
经过所有这些测试，CNES 的 Cesars 中心团队得出结论，SBG Systems 的 Ellipse-D 惯性导航系统与 Cobham Aviator UAV 200 终端在“地面”配置中兼容。
这项决定性的测试为 UAV 用户带来了广泛的机会。
Ellipse-D
Ellipse-D 是一款惯性导航系统，集成了双天线和双频 RTK GNSS，与我们的后处理软件 Qinertia 兼容。
专为机器人和地理空间应用而设计，它可以将里程计输入与脉冲或 CAN OBDII 融合，以提高航位推算的精度。
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无人机使用 GPS 吗？
无人驾驶飞行器 (UAV)，通常被称为无人机，通常使用全球定位系统 (GPS) 技术进行导航和定位。
GPS 是 UAV 导航系统的一个关键组成部分，它提供实时定位数据，使得无人机能够准确地确定其位置并执行各种任务。
近年来，这个术语已经被一个新的术语GNSS（全球导航卫星系统）所取代。GNSS指的是卫星导航系统的通用类别，其中包括GPS和各种其他系统。相比之下，GPS是由美国开发的GNSS的一种特定类型。
如何在无人机 (UAV) 作业中控制输出延迟？
在无人机 (UAV) 操作中控制输出延迟对于确保快速响应的性能、精确的导航和有效的通信至关重要，尤其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回路的性能。我们的 INS 嵌入式软件旨在最大限度地减少输出延迟：一旦传感器数据被采样，扩展卡尔曼滤波器 (EKF) 就会在生成输出之前执行小型且恒定时间的计算。通常，观察到的输出延迟小于一毫秒。
如果需要获得总延迟，则应将处理延迟添加到数据传输延迟中。这种传输延迟因接口而异。例如，在 115200 bps 的 UART 接口上发送 50 字节的消息将需要 4 毫秒才能完成传输。考虑使用更高的波特率以最大限度地减少输出延迟。
什么是无人机地理围栏？
UAV 地理围栏是一个虚拟屏障，用于定义无人飞行器 (UAV) 可以在其中运行的特定地理边界。
这项技术在提高无人机运行的安全性、安保性和合规性方面发挥着关键作用，尤其是在飞行活动可能对人员、财产或限制空域构成风险的区域。
在交付服务、建筑和农业等行业中，地理围栏有助于确保无人机在安全合法的区域内运行，避免潜在的冲突并提高运营效率。
执法部门和紧急服务部门可以使用地理围栏来管理公共活动或紧急情况期间的无人机操作，确保无人机不会进入敏感区域。
地理围栏可用于通过限制无人机进入某些栖息地或保护区来保护野生动物和自然资源。
什么是有效载荷（payload）？
有效载荷是指车辆（无人机、船只 等）为实现其基本功能之外的预期目的而携带的任何设备、装置或材料。有效载荷与车辆运行所需的组件（如电机、电池和框架）是分开的。
有效载荷示例：
- 相机：高分辨率相机、热成像相机……
- 传感器：LiDAR、高光谱传感器、化学传感器等
- 通信设备：无线电、信号中继器……
- 科学仪器：气象传感器、空气采样器等
- 其他专用设备