高清可复制 HB 8761-2023 民用轻小型多旋翼无人机系统地面控制单元软件要求

　　ICS 49.020 V 35

　　HB 8761-2023

　　民用轻小型多旋翼无人机系统

　　地面控制单元软件要求

　　General requirements for ground control software system of civil light and

　　small multi-rotor unmanned aircraft

　　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：深圳市大疆创新科技有限公司、中国航空综合技术研究所、意谷检测技术(北京)有限公司、国网山东省电力公司烟台供电公司、西安爱生技术集团有限公司。

　　本文件主要起草人：方馨月、唐 瑭、郑萧桢、艾楚越、舒振杰、胡应东、冀定惺、邵华强、刘俊旭、张小林、王 亮、张泽京、王久元。

　　民用轻小型多旋翼无人机系统地面控制单元软件要求

　　1 范围

　　本文件规定了民用轻小型多旋翼无人机(以下简称“无人机”)地面控制单元软件的通用要求。

　　本文件适用于无人机地面控制单元软件的设计、开发、测试和使用维护。其他无人机地面控制单元软件可参照执行。

　　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(包括所有的修订版)适用于本文件。

　　GB/T 38152 无人驾驶航空器系统术语

　　GB/T 38634.3 系统与软件工程软件测试 第 3 部分：测试文档

　　3 术语和定义

　　GB/T 38152 界定的及下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　任务载荷 mission payload

　　无人驾驶航空器携带的完成执行任务的设备或装置。

　　3.2

　　任务规划 mission planning

　　根据无人驾驶航空器飞行性能、任务目标和战场环境等定制无人驾驶航空器执行任务的过程。注：任务规划一般包括航迹规划、任务载荷规划、数据链规划及应急规划等。

　　3.3

　　地理围栏 geofence

　　航空器配备的通过软硬件系统给出虚拟地理边界，以限制航空器在该地理区域内运行的一种安全功能。

　　4 要求

　　4.1 一般要求

　　4.1.1 设计原则

　　地面控制单元软件设计应遵循以下原则：

　　a) 结构简单、职责单一、功能模块化、可移植、可扩展、接口隔离等;

　　b) 采用人因工程方法进行设计;

　　c) 与机载软件协同操作时，地面控制单元软件故障不应影响安全飞行。

　　4.1.2 界面显示

　　参数和告警类信息清晰可读。参数类信息在不同使用场景(如强光、弱光)下能清晰显示、可读; 告警类信息应能给出颜色、声音、灯光等明确提示。

　　4.1.3 界面数据刷新率

　　关键参数的数据刷新率在人反应时长的单个周期内。在刷新率出现未达到预期情况时， 应对用户进行提醒。

　　4.1.4 可靠性

　　地面控制单元软件应在系统正常工作条件与工作时间内，除保障自身运行可靠性外，还需要满足无人机系统的平均故障间隔时间(MTBF)要求。

　　4.1.5 维护性

　　4.1.5.1 数据管理

　　地面控制单元软件应提供维护指导，帮助用户清理运行过程中产生的缓存和数据信息。

　　4.1.5.2 软件升级

　　地面控制单元软件应具备检测版本更新功能，并且在用户许可的情况下进行远程升级。

　　4.1.5.3 缺陷响应机制要求

　　地面控制单元软件应提供用户反馈软件问题和安全风险的渠道。

　　4.1.5.4 版本日志

　　应当对软件的运行故障进行实时记录，生成错误报告。

　　4.2 功能要求

　　4.2.1 功能组成

　　无人机地面控制单元软件主要实现地面站应用层功能，一般包括起飞前安全检查、任务规划及执行、参数综合显示、存储数据访问和数据记录与回放。

　　4.2.2 起飞前安全检查

　　起飞前安全检查功能应满足以下要求：

　　a) 地面控制单元软件应在无人机起飞前，配合无人机系统进行安全检查，并实时显示关键系统状态自检结果，确保无人机各部件无主要故障;

　　b) 起飞前检查故障时，应有故障提示，并给予用户处理故障的指导。若有致命故障， 应禁止起飞。

　　4.2.3 任务规划及执行

　　任务规划及执行功能应满足以下要求：

　　a) 地面控制单元软件应提供飞行任务规划的功能，并能够控制无人机自动执行此飞行任务;

　　b) 地面控制单元软件应保证任务执行的安全性和可靠性，且应提供任务暂停、继续、终止等基础操作;

　　c) 若发生异常(如无人机硬件故障、环境变化导致任务执行出现安全风险等)， 地面控制单元软件应能及时告警，且能切换飞行控制模式。

　　4.2.4 参数综合显示

　　4.2.4.1 飞行参数显示

　　参数显示应布局合理，至少包括：

　　a) 飞行地速;

　　b) 飞行高度;

　　c) 相对起飞点距离;

　　d) 无人机机头朝向;

　　e) 飞行姿态;

　　f) 位置信息;

　　g) GNSS 状态;

　　h) 数据链状态;

　　i) 能源状态。

　　4.2.4.2 任务载荷数据显示

　　在场景需要且功能支持的前提下，地面控制单元软件应能够查看任务载荷的参数及运行状态。

　　4.2.4.3 告警和提示信息显示

　　应根据重要紧急程度划分告警级别。关键系统告警信息(如供电中断、链路中断等)应让用户手动确认后才消失。

　　4.2.4.4 航迹显示

　　在场景需要且功能支持的前提下，无人机飞行时，地面控制单元软件应在地图上显示飞行航迹。

　　4.2.4.5 数据链状态显示

　　地面控制单元软件应实时显示当前数据链路的工作状态，并且在链路状况不良时给予用户告警反馈。

　　4.2.4.6 环境障碍物显示

　　在场景需要且功能支持的前提下，地面控制单元软件应能显示无人机周围的障碍物信息，并且在系统模块失效时给与用户提醒反馈。

　　4.2.4.7 地理围栏

　　在场景需要且功能支持的前提下，当无人机的飞行轨迹与地理围栏即将发生或已发生冲突时，地面控制单元软件应在地图上显示地理围栏区域及边界，并给与用户告警反馈。

　　4.2.5 存储数据访问

　　地面控制单元软件应可以访问机载设备或云端存储的任务数据，并对任务数据进行远程管理，包括查看、下载、删除和同步等。

　　4.2.6 数据记录与回放

　　数据记录与回放一般包括以下要求：

　　a) 地面控制单元软件应记录无人机飞行时传回的飞行信息及地面操作过程;

　　b) 提供持久化保存飞行记录的功能，如提供数据导出或同步数据至云端的功能等;

　　c) 当本地存储空间不足时，应具备提醒功能;

　　d) 宜提供历史飞行数据回放展示功能。

　　4.3 安全要求

　　4.3.1 数据安全

　　地面控制单元软件数据安全应满足以下要求：

　　a) 在系统掉电及相关设备故障时，应能避免软件遭受破坏或数据丢失;

　　b) 在外界非法侵入时，应能避免数据被窃取，保证数据完整性与可用性;

　　c) 在遇远程通信威胁时，应能保证软件操作权限，避免软件被删除、拷贝、篡改事件发生。

　　4.3.2 空中交通安全保障

　　若无人机系统具有显示周边航空器信息条件，地面控制单元软件界面应能显示周边航空器的信息。

　　4.3.3 地理围栏

　　在场景需要且功能支持的前提下，地面控制单元软件应具备地理围栏功能，提示用户相应限制区域信息。

　　5 测试

　　5.1 测试要求

　　地面控制单元软件测试按照 GB/T 38634.3 相关规定执行。

　　5.2 测试目的

　　考核地面控制单元软件是否满足设计要求，达到产品目标。

　　5.3 考核地合格判据

　　应根据不同使用用途多旋翼无人机的软件功能要求，进行飞行试验和软件测试，验证地面控制单元的功能和性能是否满足用户和第 4 章的要求。

　　当满足用户及第 4 章的要求时，判定该软件测试通过。若其中任一项目测试不合格时，在找出缺陷原因并采取有效纠正措施后，再次提交测试。