高清可复制 HB 8734-2023 民用轻小型固定翼无人机系统方舱式地面控制站通用要求

　　ICS 49.025 V 36

　　HB 8734-2023

　　民用轻小型固定翼无人机系统方舱式地面控制站通用要求

　　General requirements for shelter ground control station of civil light fix-wing

　　unmanned aircraft system

　　2023-12-29 发布 2024-07-01 实施

　　中华人民共和国工业和信息化部 发 布

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由中国航空工业集团有限公司提出。

　　本文件由中国航空综合技术研究所归口。

　　本文件起草单位：西安爱生技术集团有限公司、西北工业大学、中国航空综合技术研究所、广东省标准化研究院、北京航空航天大学、北京理工大学、南京航空航天大学、国网智能科技股份有限公司、北京卓翼智能科技有限公司。

　　本文件主要起草人：田雪涛、王 亮、舒振杰、张定康、唐 瑭、刘 洋、贾 伟、胡应东、马丽娜、张泽京、刘宏娟、张福彪、曹正阳、余 翔、任雪峰、赖际舟、吕 品、刘 俍、张 飞、高绍楠、王久元、胡 亮。

　　民用轻小型固定翼无人机系统方舱式地面控制站通用要求

　　1 范围

　　本文件规定了民用轻小型固定翼无人机系统方舱式地面控制站的一般要求、详细技术要求和试验验证要求。

　　本文件适用于空机重量 7kg～116kg，且最大起飞重量不超过 150kg 的固定翼无人机系统的方舱式地面控制站，其他无人机系统地面控制站可参照执行。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB 146.1 标准轨距铁路限界 第 1 部分：机车车辆限界

　　GB 1589 汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸、轴荷及质量限值

　　GB/T 3047.6 电子设备台式机箱基本尺寸系列

　　GB/T 7269 电子设备控制台的布局、型式和基本尺寸

　　GB 8566 计算机软件开发规范

　　GB 8567 计算机软件文档编制规范

　　GB/T 38152 无人驾驶航空器系统术语

　　GB/T 38924 民用轻小型无人机系统环境试验方法

　　3 术语和定义

　　GB/T 38152 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　方舱式地面控制站 shelter ground control station

　　以方舱为承载平台的地面控制站。

　　3.2

　　信息处理 information processing

　　对任务载荷及其他渠道获取的信息进行处理、分析等。

　　3.3

　　任务规划 mission planning

　　对任务执行过程中各种任务载荷的工作状态与使用方式进行规划。

　　4 一般要求

　　4.1 组成

　　民用轻小型固定翼无人机系统方舱式地面控制站采用方舱结构，主要由方舱、监控和处理设备等组成。

　　4.2 功能性能

　　4.2.1 基本功能

　　方舱式地面控制站的基本功能一般包括：

　　a) 飞行监控：主要对无人机平台的飞行和导航进行控制，同时显示无人机的状态信息，包括飞行状态信息显示、飞行轨迹显示、导航信息显示、设备状态显示、数据链路监视、故障报警以及自检等;

　　b) 任务载荷监控：主要对任务载荷进行控制、显示工作状态和载荷信息(图像信息等)等功能;

　　c) 数据管理：主要有配置参数管理、遥控信息的内部组帧及分发、遥测信息的内部拆帧及分发，以及综合数据的记录、检索与回放等功能， 载荷数据应符合载荷技术指标或规范的要求，并能实时、保真重现机载载荷的输出数据;

　　d) 任务规划：主要有航线规划与评估，区域及态势显示等功能。

　　4.2.2 扩展功能

　　方舱式地面控制站的扩展功能一般包括：

　　a) 信息处理：主要有遥感等任务载荷信息处理和分发等功能;

　　b) 空中交通管理：主要有空中交通态势显示，空中交通管理命令接收以及空中交通告警等功能;

　　c) 外部通信：主要有通用电台接入、话音通信、空中交通管理网络接入以及数据文件收发等功能。

　　4.2.3 性能

　　方舱式地面控制站的性能一般包括：

　　a) 能够同时监控至少 2 架无人机(需要时);

　　b) 能够同时通过多种连接方式接入地面数据链;

　　c) 能够管理至少 1 种任务载荷以及处理载荷信息;

　　d) 能够存储不少于 10 个飞行架次或 50h 的飞行信息，并将其换算为 GB 或 TB 存储单位(标称)的存储(即具备一般不少于 2TB 的存储空间)。

　　4.3 可靠性

　　可靠性指标应包括平均故障间隔时间(MTBF)或平均无故障时间(MTTF)，方舱式地面控制站的可靠性应满足系统要求，与系统指标相匹配。

　　4.4 维修性

　　方舱式地面控制站应具有维修可达性、舱内设备互换性、防差错及识别标志、设备检测与故障诊断等维修性。

　　方舱式地面控制站维修一般为现场维修。

　　4.5 测试性

　　方舱式地面控制站应具有自检能力。

　　方舱式地面控制站应能够将故障定位至现场可更换单元(LRU)。

　　4.6 保障性

　　方舱式地面控制站应具有保障人员使用、维修、维护等所需的保障设备、测试设备、训练设备， 以及相关工具、备附件和相关文件资料等保障能力。

　　4.7 安全性

　　方舱式地面控制站应满足人员安全、设备安全等要求。

　　4.8 环境适应性

　　方舱式地面控制站及所有设备对于高低温适应性、冲击振动、湿热盐雾等环境适应性应满足GB/T 38924 中的有关规定。

　　4.9 电磁兼容性

　　方舱式地面控制站应保证无人机系统兼容工作，可参考 GB/T 38909 中相关要求执行。

　　4.10 雷电防护

　　方舱式地面控制站应有雷电防护措施，避免雷电对人体和设备造成伤害。应有避雷器和接地地桩，可参照 GB 50057 中相关要求设计。

　　4.11 包装与贮运

　　方舱式地面控制站的包装和运输应满足公路、铁路运输以及海运的要求， 保证不能对方舱式地面控制站造成损伤。贮存期内依据订购方要求或合同以及技术协议进行检查， 一般每月通电检查一次，沿海地区宜每周通电检查一次。

　　4.12 颜色与标识

　　4.12.1 颜色

　　方舱式地面控制站及内部设备的颜色应满足订购方要求。

　　4.12.2 标识

　　方舱式地面控制站应提供标牌。标牌应标明产品的型号、名称、系列号、出厂日期、生产单位等信息。

　　可互换的备用零组件应标明零件号。

　　4.13 软件工程化要求

　　软件开发应符合 GB 8566 的规定，软件文档应符合 GB 8567 的规定。

　　5 详细要求

　　5.1 方舱设计

　　方舱由舱体、环控系统以及其他附件(如攀登梯、灭火器等)等组成。环控系统主要包括照明灯、空调、风机和制氧机(适用高原)等，其中照明灯应包括常规照明灯、防空照明灯和应急照明灯， 风机包括进风风机和出风风机。

　　方舱的要求如下：

　　a) 方舱的内部空间应满足各设备的安装和人员操作空间要求;

　　b) 舱体的结构、强度和刚度应能满足各设备的安装要求;

　　c) 方舱外廓尺寸应满足 GB 1589 中有关汽车外廓尺寸限界和 GB 146.1 标准轨距铁路机车车辆限界要求;

　　d) 常规照明灯的布局应有利于舱内操作，开关位置宜布置在舱内舱门附近，操作位的光照度需满足操作需求，宜不小于 50lx;

　　e) 风机及空调宜放置于舱内上部区域，同时不宜放置在人员操作区;

　　f) 应为附件设计合理的存放位置;

　　g) 附件应满足操作使用要求。

　　5.2 监控和处理设备设计

　　监控和处理设备主要包括操纵设备(含指令按键、操纵杆、鼠标、键盘等操纵部件)、显示设备、信息处理设备、记录设备等，实现飞行监控、任务监控、信息处理和任务规划等功能，硬件要求如下：

　　a) 监控和处理设备应适应无人机系统的使用环境要求，例如高低温、湿热等;

　　b) 采用台式机箱的设备其基本尺寸应符合 GB/T 3047.6 的规定;

　　c) 对操纵设备上操纵部件的位置、布局以及信息显示的设计宜减少操作员不必要的动作， 并最大限度地提高效率;

　　d) 操纵设备操纵部件应根据使用顺序或其功能关系进行排列，并位于操作员容易接触到的范围内;

　　e) 操纵设备应满足操作可达性好、工作空间合理、可视性强的要求;

　　f) 操纵设备应满足人员日常穿着或穿着防护性服装以及必要的坐姿条件下的操作控制要求;

　　g) 操纵设备的控制部件不应通过频繁地切换来完成控制操作，应采用冗余控制方法，以尽量减少必须发生的切换，针对特殊功能，应单独进行控制操作;

　　h) 按键功能应有明确定义，为防止误操作，对于特殊按键应设置使能键或保护盖等防护措施;

　　i) 指令键应提供触觉反馈、听觉反馈，或者两者的组合;

　　j) 监控和处理设备若安装在控制机柜内，控制机柜基本尺寸应按 GB/T 7269 的要求进行设计。

　　5.3 人机工程设计

　　应考虑方舱气密、光密、水密、电磁屏蔽、雷电防护和舱内环控等相关要求。人机工程设计应达到设备功能与人员素质的最佳结合，保证工作可靠、高效， 操作维修安全、方便。人机工程设计通常应符合如下要求：

　　a) 操纵设备和显示设备的布局和结构应符合人体工程要求;

　　b) 显示设备应位于操作者的最佳视线范围内(显示屏面与操作者正常视线的夹角和视距应控制在最佳范围内)，显示应实现人机界面友好、匹配，对控制的响应要清晰可见、准确无误、时间滞后控制在可接受范围内;

　　c) 操纵设备位置要适中，布局要合理，控制、指示元件应操控灵活，指示准确，观察方便;

　　d) 工作区布局满足工作的安全、高效、舒适等要求;

　　e) 方舱人员工作区的温度应能通过环控系统进行控制;

　　f) 方舱内产生噪音宜小于 50dB。

　　5.4 通信接口

　　方舱式地面控制站应根据功能、性能和使用要求确定内部和外部接口，一般包括接口名称、类型、传输形式、传输速率、传输协议等内容。

　　方舱式地面控制站典型的接口包括千兆/万兆以太网、异步 RS-422、高速同步串口等。接口连接器形式主要包括 RJ45、COM (DB-9)等。

　　5.5 供电

　　除有特殊规定外，供配电体制和工作要求规定如下：

　　a) 应具备便携式发电机和市电两种供电方式，在具有市电供电能力时，应优先采用市电，便携式发电机供电作为备份;

　　b) 应采用冗余的 UPS(不间断电源 Uninterruptible Power Supply)作为应急供电，双冗余 UPS 额定工作时间应不小于 10min;

　　c) 供电电压为 220V±10%(50Hz 单相交流);

　　d) 在非正常供电期间，地面控制站内设备不应受到损坏;当供电系统恢复正常时，地面控制站应能够恢复到正常工作状态，并满足相关性能指标要求。

　　5.6 电子电气设备安装

　　方舱式地面控制站电子电气设备的安装、电缆与布线、搭接、屏蔽参照 GB/T 16895.33-2021 执行。

　　5.7 显示界面

　　显示界面要求如下：

　　a) 用户界面设计要求简洁、直观、协调一致;

　　b) 提示信息内容完整，显示及时。对于特别重要的提示信息， 还应使用特殊提示手段，以提醒操作人员注意;

　　c) 对于一般控制指令，宜减少操作层级和次数;对于紧急控制指令，严格避免需操作人员进行确认的提示信息;

　　d) 操控类显示信息应与操作控制的响应一致;

　　e) 以文字与图形相结合表达特定参数，文字方式应能准确表达数值、提示等信息; 图形设计应形象化、简练、明快，能表达参数意义，图形化避免不必要的文字标识;

　　f) 窗口背景宜以黑色为底色;

　　g) 界面显示数据的刷新率应在人眼可读性的范围内。

　　5.8 飞行监控

　　飞行监控要求如下：

　　a) 应使用图形和文字相结合的形式显示无人机飞行状态及其机载设备工作状态，必要时可综合显示其他数据和态势信息;

　　b) 图形显示内容应包括无人机航姿、高度、速度、动力、起降、数据链路等基本要素;

　　c) 文字显示内容应包括指令反馈、飞行参数(姿态角、高度、空速、经纬度、距离等)、系统状态(定位状态、控制状态、记录回放状态、链路状态等)、时间、任务状态(开、关、功率大小等)等基本要素;

　　d) 应具备数字地图显示功能以及地图比例尺切换与缩放、地图平移等操作功能;

　　e) 应具备图层管理功能，并在图层上显示无人机图标、经纬度坐标、航向和航迹等信息， 具备信息标注与标绘、测量等辅助功能;

　　f) 应提供多种飞行操纵手段，根据不同功能和应用，配置触控、操纵杆、指令键、键盘、鼠标等多种方式操控无人机飞行;

　　g) 应具备航线规划与管理功能，能够进行航线信息上传与结果回报;

　　h) 应具备线段、折线、圆盘旋、八字盘旋、跑道型等航线中一种以上的自动规划功能，能够进行控制模式指令发送与状态回报。

　　5.9 任务载荷监控

　　任务载荷监控要求如下：

　　a) 应具备显示载荷指令和工作状态及参数信息功能，必要时可以显示无人机航姿、高度、航向、位置、时间等信息;

　　b) 应具备载荷安全提示、告警与操纵引导能力;

　　c) 应具备实时显示载荷数据的功能;

　　d) 采用数字地图背景的载荷监控，可结合飞行规划航线、轨迹等进行综合显示;

　　e) 具备载荷信息态势显示功能;

　　f) 可选择触控、软面板按键指令控制、硬面板指令按键、操纵杆等操纵方式的组合进行任务载荷控制。

　　5.10 数据管理

　　数据管理要求如下：

　　a) 应具备接受外部遥测数据并向内部转发的功能;

　　b) 应具备接收内部控制数据，并编码向外部转发的功能;

　　c) 应具备接收、处理并在内部转发地面控制站各设备的状态数据的功能;

　　d) 应具备计算起飞时间、爬升率等实时处理计算数据并向外部转发的功能;

　　e) 应具备记录、回放测控和任务数据， 并对记录和回放进行控制(包含不限于记录、播放、暂停、快放、慢放、时间选择和停止)的功能。

　　5.11 任务规划

　　任务规划要求如下：

　　a) 应能够根据作业任务对无人机的起降、飞行航线、空域、工作模式、任务时间、回收区域、应急区域等进行预先规划、实时修改及航线评估;

　　b) 应能够在地图上显示飞行航线、电子围栏、任务区域、威胁区域、无人机位置和飞行航迹等相关信息;

　　c) 应能够与上级指挥信息进行交互，标注和显示目标位置，显示区域态势。

　　6 试验验证

　　民用轻小型固定翼方舱式地面控制站的试验验证可分为：

　　a) 地面试验：主要对地面控制站各项功能和性能以及可靠性、测试性、维修性、环境适应性、电磁兼容性、安全性等进行试验验证;

　　b) 飞行试验：与无人机系统其他部分进行系统飞行试验，主要包括飞行操纵、综合显示、地图与飞行航迹显示、任务规划、数据记录与回放、任务操纵、可靠性、测试性等功能和性能的系统性、综合试验验证。