超视距无人机作业具有巨大的潜力，能够改变我们的生活和工作方式，并为包括物流、农业和检测在内的众多行业提供创新解决方案。这些先进的作业方式能够提高效率、降低成本并扩大各种服务的覆盖范围。
随着行业向自动化超视距飞行（BVLOS）操作转型，安全无疑是最重要的考量因素之一。拥有可靠且始终在线的通信解决方案，提供强大的性能和灵活的数据传输，对于确保操作安全至关重要。试想一下，如果您在完全或延迟知晓无人机实际位置的情况下进行远程操控，将会面临怎样的危险！
在 NestGen '23 的一次会议上，我们与 Yoav Amitai（首席执行官）进行了对话。 埃尔塞特这是一个致力于在最具挑战性和最偏远的地区提供极其可靠、高带宽、实时连接的连接平台。Yoav 探讨了当前面临的挑战，以及实现超视距飞行 (BVLOS) 所需的连接解决方案。
BVLOS究竟是什么？它与VLOS或EVLOS有何不同？
在深入探讨连接解决方案之前，我们先来看看VLOS、EVLOS和BVLOS操作之间的区别。根据定义：
- 视距或称视距内飞行，是指无人机在机长（PIC）的视距范围内飞行，无人机操作员（VO）与机长“同处”并直接通信。
- EVLOS扩展视距飞行（Extended Visual Line of Sight，简称 VO）是一种无人机系统操作，其中飞行员和/或观察员始终保持对空域的目视感知。飞机可以飞出机长（PIC）的视线范围，但必须始终保持在观察员的视距范围内，且机长始终处于指挥状态。
- BVLOS 或 超出视线范围 指飞机飞离机长或副驾驶直接视线范围之外的飞行操作。
然而，正如约阿夫所说，“确定无人机作业的精确距离，从而判断其属于视距内飞行 (VLOS)、超视距内飞行 (EVLOS) 还是超视距内飞行 (BVLOS) 是不现实的，因为这取决于多种因素，例如无人机的尺寸、地形、天气状况和相关法规。即使无人机在有效范围内，操作员与无人机之间的任何障碍物或干扰都可能导致作业被判定为超视距内飞行。此外，如果单个操作员控制多架无人机，即使它们都在视距内飞行范围内，监管机构仍可能由于作业复杂性的增加而将其视为超视距内飞行，因为这必然涉及额外的安全措施和认证。
超视距无人机运行面临的挑战
既然定义已经明确，Yoav 将深入探讨与超视距无人机作业相关的三大主要技术挑战：
- 空域管理： 超视距飞行作业需要对空域进行有效管理，尤其是在多个运营商在同一空域作业的情况下。确保运营商之间的沟通以避免冲突或碰撞，以及管理同一空域中有人驾驶和无人驾驶飞行器，都是需要解决的重大挑战。
- 连接性： 最后，超视距飞行操作需要无人机与操作员之间保持稳定可靠的连接，尤其是在无人机长距离飞行时。实时通信对于包括安防在内的各种应用都至关重要。 检查以及农业，在超视距飞行作业中，保持连通性成为一项关键挑战。
- 自治： 大规模超视距飞行作业需要消除人为因素。这意味着需要开发能够高效、安全地操控无人机群的自主软件，从而降低人工成本并提高生产率。 无人机自主性 可以通过减少人为错误和提高系统可靠性来改善安全措施。
在这篇博文中，我们将深入探讨两个关键挑战， 提出解决连接问题和实现自主运行的解决方案。
{ {guide} }
保持无人机与地面站之间的可靠连接
可靠的通信和数据传输对于空域管理、保持自主飞行以及克服技术挑战至关重要，尤其是在无人机超出与飞行员（PIC）的直接无线电频率通信范围时。那么，有哪些连接方式可供选择呢？让我们一起来探讨：
标准点对点专有射频
一种常见的无线通信方法，可在操作员和无人机之间建立直接的封闭网络，从而实现实时通信和控制。然而，这些系统存在一些局限性，尤其是在超视距飞行（BVLOS）操作中：
- 首先，它们的射程有限，不适合远程作战，限制了任务的范围。
- 它们容易受到干扰，尤其是在人口稠密的地区，许多无线设备使用相同的频率，例如 2.4 或 5.8 吉赫兹。
- 由于这些系统生成的是本地网络，因此它们不适合云连接解决方案和集成其他应用程序，从而限制了整体任务范围。
- 与其他解决方案相比，这些系统的功耗也较高，这可能会限制任务持续时间。
卫星通信
卫星通信是无人机作业中无线通信的另一种选择。虽然卫星通信覆盖范围广，但也存在诸多局限性：
- 一个主要问题是可用带宽有限，这使得实时数据传输，尤其是视频数据传输，变得十分困难。由于带宽有限，视频质量和延迟都非常低。
- 卫星通信成本可能很高，对于某些无人机应用场景来说，这可能不经济。
- 就目前市场上的解决方案而言，大多数要么体积过大，要么过于笨重，不适合无人机使用。那些能够同时实现流媒体传输、C2控制和遥测功能的设备，重量通常在1.5公斤左右。这限制了无人机的有效载荷能力，并降低了其整体性能。
蜂窝/移动：
利用公共蜂窝网络基础设施（主要是LTE和5G/4G）进行通信，是超视距（BVLOS）通信中最具成本效益和效率的无线通信方案。以下是使用此方法的一些优势：
- 它能够支持集群拓扑结构进行通信。它可以适应一对多或一对一的拓扑结构，从而为无人机操作提供更大的灵活性。
- 它无需视距通信或地面控制站，也没有距离限制。这使其成为远距离超视距通信作业的理想选择，该通信系统能够在多个国家和地区运行，同时保持高带宽和低延迟。
- 蜂窝网络基础设施覆盖范围广泛，据估计，其覆盖全球 85% 至 92% 的地区，使其成为超视距飞行作业的便捷可靠选择。
- 它基于互联网基础设施运行，允许使用 SaaS 应用程序，从而实现云端实时数据流传输和数据分析。
- 蜂窝通信模块和基础设施采用电池供电设计，因此重量轻、功耗低，且占用无人机空间较小。这确保了其不会影响无人机的整体性能或稳定性，使其成为超视距飞行（BVLOS）认证的可行方案。
约阿夫还强调了与公众合作所面临的挑战 蜂窝基础设施（图表来自爱立信和高通）。 “我们面临的蜂窝网络基础设施挑战在于，它是针对地面通信优化的，并非为在高海拔地区高效运行而设计的，”他说道。“天线是为地面上的普通手机设计的，而大多数用户也位于地面，运营商也拥有使用特定频率的许可。在使用无人机时，通信是通过天线的旁瓣进行的，如果无人机正好位于基站上方，则可能导致通信中断，这使得可靠的通信成为一项重大挑战。”
Yoav 还分享了 Verizon 和 FAA 联合发布的另一项有趣的分析报告，名为“机载 LTE 运行”（ALO）。该报告指出，蜂窝互联网网络能够充分支持无人机系统在 500 英尺以下高度的控制和非有效载荷通信。虽然这表明基础设施可以在这些高度正常工作，但仍然存在网络盲区。
Elsight Halo 如何解决连接性挑战
为了应对公共蜂窝网络的挑战，Yoav 建议采用多网络方法，而这正是 Elsight 产品所擅长的-- 光环Elsight 的系统通过将所有可用的 IP 链路（4 个蜂窝链路或射频 X SIM 卡解决方案，具备链路故障转移功能）聚合到一个绑定链路中，优化了无人机的通信信道，确保数据和指令能够实时、高可靠性地传输和接收。这实现了统计意义上更好的覆盖范围和更可靠的通信，Yoav 将其称为…… “连接信心。“
这种方法克服了单一连接基础设施的挑战，即使在覆盖范围有限或受阻的区域，也能为无人机提供更高的冗余度和更可靠的连接。
作为首款人工智能驱动的连接解决方案，Halo 拥有小巧的体积、轻便的设计，功耗不到普通厨房灯泡的一半。这款创新解决方案在提供板载通信功能的同时，显著降低了尺寸、重量和功耗 (SWaP)。
需要自主性来扩展超视距飞行作业
正如约阿夫提到的，第三个挑战是自主运行。随着无人机公司不断扩张，对能够大规模运行且经济高效的解决方案的需求也会随之增长。
自主化显著降低了劳动力成本并提高了生产率，从而使无人机运营更具经济可行性。此外，消除人为因素也显著提高了超视距飞行（BVLOS）的安全性和可靠性。与人类不同，软件可以精确、稳定地操控无人机，而不会受到疲劳或人为错误的干扰。
FlytBase如何实现无人机操作自动化
作为一款企业级云端软件解决方案， FlytBase使操作员能够从世界任何地方远程自主地执行无人机操作，而无需亲临现场。诸如 Elsight Halo 之类的连接解决方案，让操作员能够充分发挥该软件解决方案的全部潜力：
- 视频管理： 该平台允许操作员查看多个高质量、低延迟的视频流，从而可以轻松地从远程位置监控和控制无人机作业。操作员还可以与位于其他位置的利益相关者共享实时视频数据，从而加强协作和决策。该平台还支持与视频管理系统 (VMS) 和其他静态视频流集成，为操作员提供全面的作业视图。
- 设备管理： FlytBase的设备管理工具使运营商能够管理和监控其整个无人机机队，包括对接站。该平台与气象站和Windy等实时天气预报工具集成，使用户能够在极端天气条件下自主中止任务，从而确保无人机和周边区域的安全。
- 云媒体同步： 有了良好的网络连接，用户可以轻松地将无人机SD卡中的媒体文件同步到自己的私有云存储。无人机完成任务后，用户无需手动干预即可自动同步媒体文件。
- 实现超视距飞行 (BVLOS) 功能的集成： FlytBase还可与其他技术（例如 ADS-B）无缝集成， 检测与规避降落伞回收系统和软件，例如用于空域感知的 UTM 平台，使远程操作员能够全面了解其操作环境，并确保安全操作。
借助 DJI Dock 2 和FlytBase扩展您的超视距飞行作业
请咨询我们的专家。
下图展示了FlytBase和 Halo 如何协同工作。
总之，拥抱未来 超视距无人机作业 这需要坚定不移地致力于开发和实施强大的连接性和自主软件解决方案。这将使企业能够充分发挥这项突破性技术的潜力，推动各行业的创新和增长，并最终塑造一个更安全、更高效的世界。