Управляй дроном из космоса

В России впервые удалось осуществить управление беспилотником через спутник. Совместный эксперимент провели компания — национальный чемпион «Геоскан» и АО «Спутниковая система “Гонец”» (входит в госкорпорацию «Роскосмос»)

Испытания проходили на проектно-образовательном интенсиве «Архипелаг-2024» в Сахалинской области. Мероприятие получилось масштабным: из 78 регионов страны на интенсив приехали 3500 участников. В течение двух недель они отрабатывали технологии применения беспилотных аппаратов в реальной жизни, проводили тестовые запуски, делились опытом. Организаторы «Архипелага» — платформа Национальной технологической инициативы (НТИ), правительство Сахалинской области, Агентство стратегических инициатив (АСИ), Фонд поддержки проектов НТИ и Университет 2035.

«“Геоскан” уже несколько лет активно развивается не только как компания в сфере беспилотных авиационных систем (БАС), но и как бизнес в космической отрасли, поэтому мы оцениваем полученный в эксперименте опыт и достигнутые результаты с двух ракурсов и считаем их очень ценными. Этот эксперимент только подтверждает правильность нашего вектора развития», — рассказал «Стимулу» генеральный директор компании Алексей Юрецкий.

В ходе эксперимента удалось достичь главной цели — подтвердить возможность использования системы спутниковой связи «Гонец» для мониторинга и управления беспилотниками в рамках концепции архитектуры «цифрового неба». Ее разработали специалисты целого ряда компаний и организаций, среди них госкорпорация «Росатом», ОАО РЖД, ассоциация «Аэронекст», МФТИ, Сколтех, Sitronix Group, АО ГЛОНАСС. Как отметил генеральный директор АО ГЛОНАСС Алексей Райкевич, универсального и быстрого решения для безопасной интеграции беспилотной авиации в единое воздушное пространство пока никто в мире не нашел. Разрабатываемая концепция гармонично объединяет все существующие технологии и платформы в общую среду, при этом учитывая перспективы развития этих технологий и вероятность появления принципиально новых решений на горизонте 20 лет и более.

Испытания прошли успешно

В ходе эксперимента в ЦОД спутниковой системы «Гонец» передана информация о местоположении, телеметрические данные беспилотника, а также при помощи направленной через спутник команды специалисты смогли принудительно вернуть беспилотное воздушное судно (БВС) на место запуска. В будущем такая система даст возможность управлять беспилотными аппаратами в тех зонах, где отсутствует наземная связь.

В испытаниях участвовало БВС «Геоскан 201», оборудованное экспериментальным бортовым модемом «Гонец» и антенной в специальном облегченном форм-факторе. Наземные тесты и полеты выполнялись на аэродроме Пушистый. Специалисты оценивали возможность установки связи, передачи данных телеметрии с борта БВС «Геоскан 201» на космический аппарат «Гонец-М» и отправки команд с наземной станции управления «Геоскана» на БВС через спутник. За шесть полетов было получено 218 информационных сообщений с телеметрией беспилотника на FTP-сервере системы «Гонец» и переданы три информационных сообщения с командами управления по обратной связи.

По словам разработчиков, система, собранная для «Архипелага-2024», — полностью экспериментальное решение. Специалисты «Геоскана» подготовили ее к испытаниям на Сахалине менее чем за месяц. Коллеги из «Гонца» предоставили встраиваемую версию спутникового модема «Гонец АТ-ОЕМ» и помогли с созданием бортовой малогабаритной двухчастотной антенны.

 В ходе эксперимента удалось достичь главной цели — подтвердить возможность использования системы спутниковой связи «Гонец» для мониторинга и управления беспилотниками в рамках концепции архитектуры «цифрового неба»

С помощью спутникового модема нужно было реализовать функции идентификации БАС в воздушном пространстве, достоверной передачи с помощью защищенного канала данных о параметрах полета, команд о корректировке параметров полета.

«Устройства ранее никогда не тестировались с БАС и не создавались специально для нашего беспилотника. Перед нами стояло несколько задач. Во-первых, нужно было подтвердить техническую возможность интеграции спутникового модема на малые БАС: размещения спутникового модема и двухчастотной антенны с учетом проблем с электромагнитной совместимостью, интеграции спутникового модема и автопилота. Далее требовалось разработать протокол обмена сообщениями, программный модуль настройки и управления спутниковым модемом. Все это мы сделали самостоятельно», — пояснил Алексей Юрецкий.

Основная проблема интеграции с БВС, над решением которой участники команды бились достаточно долго, — обеспечение электромагнитной совместимости. Приемник спутникового модема обладает высокой чувствительностью, так как работает с достаточно слабыми сигналами. Из-за этого он подвержен влиянию электромагнитных помех, которые возникают на борту БВС от работы других систем — питания, автопилота и т. п. В результате удалось подобрать такое взаимное расположение модема и антенны на борту БВС, которое позволяет минимизировать влияние этих шумов.

Космические перспективы

По словам Алексея Юрецкого, связь через космос — естественный этап эволюции систем управления БАС. За рубежом такие решения есть. Управление через спутник осуществляют, например, Starlink и Iridium. Спутники однозначно обеспечивают гораздо большее покрытие территории, чем любой другой стандарт связи.

«Ключевое преимущество использования спутниковой связи для мониторинга и управления беспилотным воздушным судном — возможность загоризонтного управления, — считает гендиректор “Геоскана”. — Спутниковые каналы позволят избежать попадания БВС в слепые зоны, сделают беспилотные комплексы независимыми от рельефа и станут надежной основой для управления воздушным движением. В перспективе эти технологии позволят управлять беспилотником из любой точки планеты. Один из интересных и перспективных способов применения технологии — использование БВС как ретранслятора сигнала для наземных объектов, пользующихся спутниковыми каналами для передачи телеметрии».

 «Спутниковые каналы позволят избежать попадания БВС в слепые зоны, сделают беспилотные комплексы независимыми от рельефа и станут надежной основой для управления воздушным движением»

С учетом масштабов нашей страны, значительная часть территории которой не охвачена другими видами связи, а возможности БАС востребованы, развитие спутниковых систем для контроля местоположения воздушных судов становится принципиально важным. Космические технологии позволят увеличить площади обследования при аэрофотосъемке и корректировать параметры полета БВС при возникновении нештатных ситуаций.

«За счет своей многофункциональности спутниковые системы гораздо более перспективны и экономически эффективны с точки зрения инвестиций, чем наземная инфраструктура, — говорит Алексей Юрецкий. — “Геоскан”, как разработчик и эксплуатант беспилотных комплексов, заинтересован в таких решениях, и поэтому мы с энтузиазмом включились в эксперимент».

Как отметил генеральный директор АО «Спутниковая система “Гонец”» Павел Черенков, отечественные системы спутниковой связи с повсеместным покрытием открывают гораздо более широкие горизонты технологического развития БАС: на другой уровень выходят системы управления беспилотными авиакомплексами, контроля их местоположения, статуса, возможности полета по тем или иным зонам, существенно снижаются риски утраты летательных аппаратов.

Спутниковая система «Гонец»

АО «Спутниковая система “Гонец”» — Единый оператор госкорпорации «Роскосмос» по системам связи, вещания и ретрансляции. Компания является оператором Многофункциональной системы персональной спутниковой связи «Гонец» и Многофункциональной космической системы ретрансляции «Луч». Компания предоставляет сервисы спутниковой связи на различных мобильных и стационарных объектах, имеет портфель отраслевых решений с использованием спутниковых каналов связи и ретрансляции. АО «Спутниковая система “Гонец”» также принимает активное участие в реализации федерального проекта «Сфера».