
引言
自民航局适航司发布从6月1日重量超过250克的无人机须实名注册开始,这段时间有关无人机监管的分析多了起来,监管的加深也对管理无人机的技术提出了新的需求。
上个月,中国民用航空局下发《民用无人驾驶航空器实名制登记管理规定》(以下简称《管理规定》),自6月1日起,对最大起飞重量在250克以上的民用无人机实施实名登记注册,并明确无人机须在8月31日之前在指定网站完成实名登记。
这一规定的出台更多是被解读为由于频繁的“黑飞”,导致监管部门不得不出手。然而,依靠实名制登记与厂家自律,真的能实现杜绝“黑飞”吗?
在监管中,被动接受实名验证与主动将数据开放给监管部门是两种截然不同的心态。或许定位系统能为无人机尽管出一份力。

目前,全球卫星导航系统有四个,包括已经相当成熟的美国GPS、俄罗斯格洛纳斯、欧洲伽利略,还有迅速成长的中国北斗。而GPS占据着最大的份额。
在军用无人机上,使用美国主导的GPS无疑对我国的军事与国防安全有威胁,一旦美国关闭GPS,则会陷入十分被动的境地。使用我国自主开发的北斗导航系统,则可以摆脱受制于人的处境。
民用无人机虽然与国家安全的关联较小,但北斗系统相较于GPS则更精准更安全,使用GPS或北斗,差别不大。
今年4月,成都机场频频出现航空器扰乱民航客机的事件,有目击者指出扰乱飞行的是固定翼航空器,业内人士猜测,该航空器是航模,而非无人机,因为装备有GPS的无人机在机场附近是无法起飞的,只有没有GPS模块的航模或装备开源飞控的飞机才能无视飞控内置的电子围栏,在机场附近起飞。
另外,目前厂家内置的禁飞区与限飞区都是基于GPS的定位来确定的。定位系统的用处很多,尤其在物联网的背景下,我们需要知道物品在哪些地方。但GPS的精度往往不能满足日常的需要了。
在日常生活中,类似这样的场景大概常常出现:你和朋友约定在并不熟悉的地点见面,但是在确认对方具体位置时,往往由于定位不准而闹出笑话,万一你们在立交桥上,那就更无法确定对方所在的方位了,GPS导航会有一定的偏差;又或者你打开共享单车APP,想要骑车回家,手机上显示在你附近30米就有一辆车,最终你找了100多米也没有找到,明明APP上显示就在马路这边,车却偏偏在马路对面,更不用说在楼道里或者树下这样隐蔽的位置了。
相较于汽车或者自行车,很多消费级无人机的体积要小得多,一旦出现偏差,飞机有可能躲避不及,直接撞上障碍物。在行业无人机中,由于无人机的造价更高,炸机导致的损失也越大。
尤为明显的就体现在植保无人机中。无人机在植保作业中,受卫星定位偏差的影响,会碰到掉高升高、飞不直等现象,常常面临重喷、漏喷等问题,是无人机植保全自动化作业的最大障碍。

正是由于无人机都需要接入定位系统(GPS或北斗),因此,通过定位系统对无人机进行监管似乎比实名制登记更加有效。
GPS的精度应付汽车导航还勉强够用,但用于行业级无人机就不行了,比如植保行业,一旦定位不准,很可能把药喷到别人田里,更不能谈精准喷洒了,比如电力巡检行业,定位出现偏差会导致工作无法展开,而对精度要求更高的测绘行业,更是在呼唤越来越精准的定位系统。
根据高盛估算,在未来的五年中,专业级无人机市场将可达到206亿美元,相形之下,消费级无人机销售额则只有140亿美元。而在专业无人机领域中,农业无人机不可忽视,根据美国联邦航空管理局2016年中旬公布的数据,5551个取得商用无人机豁免许可的申请单位中,有888个用于农业。
在中国,几大主流无人机厂商早已瞄准这块市场,且不约而同集成了RTK技术。 RTK技术的初衷是提高无人机的作业质量。因为人工操作或普通卫星定位的误差通常会造成无人机在一些区域重复喷洒药剂,或遗漏喷洒药剂。实现高精度自主飞行后,植保无人机喷洒范围更精确,解决了重喷、漏喷的问题,同时也通过提升农药使用效率,降低农药用量和成本。却在不经意间打开了监管的另一个思路。
发力较早的极飞科技早在2015年就采用集成RTK技术的无人机进行大规模植保作业。2016年,全年的作业量已经达200万亩/次。去年11月,大疆农业发布了用于植保无人机MG-1S的RTK套装。短短两个月后,拓攻机器人发布了集成RTK网络版的产品,将植保无人机使用RTK技术的硬件成本下降到万元以内。
这些企业不约而同与千寻位置合作,千寻位置是由阿里和中国兵器工业集团共同出资成立的合资公司,其核心业务就是依托北斗构建位置服务云平台。如果通过千寻位置提供的云服务平台接入到相关监管部门,无人机的监管会更明朗,因为使用千寻位置服务飞机需要不断的上报自己的位置,这比其他的监管平台要有用的多。
日前,关于民航局的实名登记平台的漏洞不断被发现,有用户反映,即使使用无效的身份证信息,也能正常注册成功,另外,由于各厂家对于飞机飞控的编码不同,导致管理界面杂乱无章。如果千寻位置开放接口给监管部门,类似的问题或可解决。
通过北斗地基增强系统“一张网”的整合与建设,构建位置服务云平台,以满足国家、行业、大众对无人机精准定位的需求,无人机飞到哪里了、是否处于禁飞区、该怎样协调对其进行控制,这些问题都将得到妥善解决。

植保无人机的运营过程中,最大风险来自于无人机无法及时避让障碍物造成的碰撞、炸机事故。这些事故大多因为人工操作中的视距误差,飞行状态操控失误等不可控因素导致。植保无人机实现高精度自主飞行后,这类风险被大大降低。
高精度的定位是怎么产生?大家知道普通的卫星定位,任何定位设备手机也好、车也好,同时搜到天上的四颗卫星就能实现定位,但在这个定位的过程当中,由于大气的误差、卫星钟差、卫星星历误差还有高楼遮挡引起的多路径效应,卫星的定位精度只能到10米左右。在地面的已知点建立卫星参考站,通过连续观测计算出各类误差的修正信息,同时发给定位设备,这时候被修正过后的定位它的精度就能够大幅提高,这就是我们的千寻正在做的事情。地基增强系统已经成为高精时代的一个重要基础设施,在我国,北斗地基增强系统已经成为国内重要的时空基础设施。
未来,不仅无人机会接入北斗地基增强系统,各类需要定位的物品都会逐渐该系统,手机定位于导航,高级辅助驾驶、无人车,其他铁路养护、飞机起降、火车运控、山体形变监测,都需要高精度的时空感知能力。
北斗能力开放平台所提供的海量多维数据,基于国家北斗地基增强系统全国“一张网”产生,由1450个地基增强站数据,11万虚拟观测点数据,星历、DCB、 ERP数据及千寻位置积累的测试数据组成。北斗能力开放平台能够充分利用云计算资源进行海量数据计算,并进行计算效能评估。同时,北斗能力开放平台还能提供算法效果的展示、分析、回归等功能及高质量算法在自动驾驶、无人机等实际场景的验证机会。
随着北斗组网的推进,下游行业应用呈现加速趋势。当前,卫星导航与云计算、物联网 、移动互联网和大数据等融合发展已经成为趋势,“北斗+”时代正在到来。卫星导航系统在军用领域主要应用在人员定位,武器精确制导,部队实时调度等;在行业领域主要应用于测量、车载导航监测、农业自动化、金融通信授时等;在消费领域主要应用于手机导航(LBS)、PND以及前装车载导航等。
随着北斗导航卫星系统的建设完善,定位精度越来越高,北斗的应用市场正在迅速打开。也许,北斗本意只是提供精准的时空定位,却“不小心”顺便也解决了无人机的监管问题。


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