Доступный небосвод: что нужно знать, чтобы запустить коптер над городом

Пролетая через барьеры

Беспилотники занимают сегодня весьма ограниченную нишу – ​видеосъемка с высоты, шоу дронов и другие применения, предназначенные скорее для развлечения, чем для серьезных задач. А ведь у дронов огромный потенциал – ​частичная замена пилотируемой авиации, доставка грузов в отдаленные населенные пункты и т. д. Все это пути к решению многих транспортных и социальных проблем и возникновению новых секторов экономики. Но, чтобы их реализовать, нужно интегрировать дроны в воздушное пространство.

С этой целью во всем мире, и в России в том числе, начали разрабатывать систему по управлению беспилотным движением. В нашей стране таковой стала цифровая платформа «Небосвод». Она уже работает на территории всей страны, но это не означает, что интеграция беспилотников завершена. Пройден лишь первый этап, а впереди – ​еще десятки сервисов, которые необходимо добавить к платформе.

Какие же технологические задачи «Небосвод» умеет решать уже сегодня? Прежде всего это предотвращение случайных столкновений – ​деконфликтинг. Его можно разделить на стратегический и тактический. Первый происходит при планировании полета еще до поднятия дрона в воздух. На этом этапе учитываются траектории других летательных аппаратов – ​они не должны пересекаться. Затем для БПЛА освобождается зона, в которой он планирует совершить полет – ​выходить за ее пределы запрещено. Такая сегрегация сегодня практически исключает столкновение с авиацией, хотя и сильно тормозит прогресс ради безопасности. Этот этап – ​автоматический, от пользователя требуется лишь нарисовать на карте зону полета.

Тактический деконфликтинг происходит уже в воздухе, когда на основе аэронавигационных данных оценивается риск столкновения. Он основан на работе сервиса наблюдения местоположения и сервиса валидации данных. В режиме реального времени эта система рекомендует пилоту сохранять или восстановить безопасный интервал, предупреждает об угрозе столкновения, а если сообщения игнорируются, то в будущем (сейчас эти технологии обрабатываются) сможет даже взять управление аппаратом на себя.

Главное для деконфликтинга – ​контролировать, где находится беспилотник. Это делается различными способами: традиционным – ​получая данные от наземных систем наблюдения, использующихся в системе УВД, и новым – ​компанией «Аэроскрипт» разработан транспондер для полетов БВС в условиях города. Сам транспондер представляет собой внешнее устройство размером с чехол для наушников и массой всего 40 г. Оно позволяет отслеживать местоположение аппарата и служит его идентификатором. Время работы транспондера – ​около часа, но для отработки технологий этого пока достаточно: большинство полетов длятся 30–40 минут, то есть его заряда хватит даже при возникновении нештатных ситуаций. Создали его для полетов в городских условиях, но работает он лишь там, где есть сотовая сеть. Вне ее можно получить данные GPS/ГЛОНАСС от самого беспилотника. В будущем «Небосвод» планируют научить и этому.

aeroscript.ruТранспондер формирует три вида сообщений («Местоположение», «Статус» и «Местоположение внешнего пилота») и отправляет их в сеть GSM. aeroscript.ru

С кем и чем вообще нужно избегать столкновений? Для самих беспилотников опасность представляют птицы, здания, телевышки, горы, а еще плохая погода. Ее, кстати, «Небосвод» тоже отслеживает – ​все страны передают метеоданные в единую систему, которую используют и в пилотируемой авиации. Избежать птиц сложнее всего – ​риск столкновения с ними остается всегда, ведь они летают без транспондеров. На самолетах эту задачу частично решает первичный локатор, который испускает радиоволны. Отражаясь от объектов в воздухе, они возвращаются подобно эху – ​так аппарат может «увидеть» предметы вокруг себя (в будущем в платформе «Небосвод», кстати, тоже появится возможность получения данных от первичных локаторов).

Риски, которые несет беспилотник, можно разделить на наземные и воздушные. Дроны – ​источник опасности для многих объектов на земле, в том числе и для людей. В воздухе же беспилотники опасны, прежде всего, для пилотируемой авиации, а безопасность уже существующего транспорта – ​приоритет при интеграции нового. При этом с отслеживанием пилотируемой авиации все гораздо проще, чем с птицами. Благодаря транспондерам дроны видны друг другу, а каждое воздушное судно оснащено их аналогами – ​транспортером АЗН-В или бортовым ответчиком. Аэронавигационные данные от всех самолетов собираются одним из сервисов «Небосвода», который и делает их видимыми для БПЛА. Данные местоположения, определенные зависимым методом, валидируются в системе.

Небо Питера

Помимо технологических барьеров, беспилотникам приходится преодолевать правовые и организационные. И иногда они не уступают в сложности первым: чтобы получить разрешение на полет, и физическим, и юрлицам нужно согласовать его сразу с несколькими органами. Если речь идет о городах, например о Санкт-Петербурге, – ​то с комитетом по транспорту и единой системой организации воздушного движения. «Небосвод» значительно упрощает и ускоряет этот процесс, при этом пользователю не приходится договариваться с каждым ведомством по отдельности – ​план полета можно подать напрямую системе. Автоматизированное получение доступа к воздушному пространству – ​это первый шаг к созданию системы организации полетов БВС в России.

«Я бы сказал, что сегодня доставка дронами по умолчанию запрещена – ​опаснее доставки по воздуху, пожалуй, только перевозка людей. Но мы работаем и над этим. В рамках пилотного проекта в Санкт-Петербурге, который проводится совместно с медицинской компанией “Инвитро”, мы тестируем возможность перевозки биоматериалов. Сейчас находимся на первом этапе. Мы выбрали несколько территорий в Ленобласти, где будем тестировать планирование, автоматизацию, средства идентификации, автоматические взлеты и посадки аппаратов. А потом уже перейдем к реальным доставкам, но здесь все упирается в законодательство. Задача нашего проекта – ​проверить технологии и выйти с конкретным предложением», – ​рассказал Алексей Хрипунов – ​генеральный директор научно-исследовательского центра «Аэроскрипт», разработавшего «Небосвод».

Алексей Хрипунов. aeroscript.ru

Кстати, некоторым беспилотникам разрешение на «рейс» вовсе не нужно – ​это зафиксировано в федеральных правилах пользования воздушным пространством. Например, при полете ниже 150 м вдали от населенных пунктов и аэропортов, то есть когда нет опасности столкновения с пилотируемой авиацией. Как узнать, попадает ли конкретный беспилотник под исключения? «Небосвод» полезен и в этом случае – ​в нем уже есть вся необходимая информация.

Все технологические и правовые запреты связаны с обеспечением безопасности уже существующих участников воздушного движения. Если технология не позволяет исключить какие-­­то риски, ее приходится ограничивать. Например, юридически – ​обязывая доказывать безопасность пилотируемого полета. Но появление решения не означает, что запреты снимутся автоматически – ​технологию нужно апробировать, собрать статистику, доказать эффективность. Именно этой цели и служат пилотные проекты и экспериментально-правовые режимы.

Петербургский проект стал первым, но сегодня «Небосвод» присутствует по всей стране и решает довольно разнообразные проблемы в рамках пяти программ. В разных регионах свои особенности законодательства, свои интересы в использовании беспилотников. В Москве и других мегаполисах, к примеру, при полетах нужно учитывать высокие здания, большую плотность населения. Особенности городской аэромобильности «Небосвод» будет изучать в совместном проекте со Сколково. Иная ситуация на Сахалине. Здесь основная задача запуска беспилотников – ​компенсировать недостаток инфраструктуры: населенные пункты далеко друг от друга, и добираться от одного до другого по автодороге долго и дорого. В Белгородской области в рамках концепции свободного для беспилотников неба RuSPACE тестируют «Небосвод» для автоматизации получения разрешения на полет. А на Дальнем Востоке платформа протестируется в авиадоставке грузов совместно с Почтой России и Минтрансом.

Система «Небосвод», aeroscript.ru

Сейчас, спустя меньше года после запуска, у платформы – ​сотни успешных полетов. Разрешения на них, кстати, ждут уже не месяц, как раньше, а всего несколько дней. Особенно ценно это для бизнеса, которому теперь не нужно тратить время сотрудников на согласование полета в нескольких ведомствах. Упростилось все и для простых граждан – ​физлицам теперь нужен лишь транспондер (хотя нужен он не всегда, только для «продвинутых» сервисов; пользоваться «Небосводом» можно и без него – ​достаточно лишь доступа в интернет), внешний пилот, сам дрон и план полета. Автоматизация всех процессов в «Небосводе» будет расширяться и в дальнейшем, ожидается и интеграция с производителями беспилотников – ​это позволит получать данные не с транспондера, а с самого дрона.

А еще «Небосвод» планирует «накрыть» территории и за пределами России. Это вполне реальная цель – ​автоматизация доказывает свою безопасность, и беспилотники уже часто превосходят пилотируемый транспорт. А значит, постепенно станут возможны и международные полеты. Когда это случится, доставка грузов дронами станет обыденностью – ​вопрос лишь времени, которое потребуется на отработку технологии.