技术领域
[0001] 本公开属于无人机技术领域，涉及一种基于空域安全评估的无人机管控平台及管控方法。
背景技术
[0002] 随着无人机产业的迅速发展，无人机在军事用途、应急抢险、警用安防、
能源电
力、农林植保、快递物流等行业应用不断取得突破，无人机产业已成为当前
人工智能和
物联网的热点，成为经济发展的新亮点。但近几年也凸显了无人机的使用缺点，包括：无序飞行和非法使用，造成人伤物损、干扰航班飞行、测绘信息泄密、偷拍行为、被不法分子或恐怖分子利用等，如何加强无人机的安全监管和合理使用迫在眉睫。
[0003] 无人机管控主要分两个方面：一是对合作目标的实时监控、管理。目前，低空无人机主要通过电信通信网络、wifi等“
云”系统来实现监管。这一类监管主要问题在于缺乏国家法规和标准强制要求，约束力不强。同时，加装芯片、
定位模
块等改造成本较高，技术手段和路径不统一，难以实现国家层面的统一监管。
[0004] 二是对非合作目标的探测、识别、定位、预警、反制等。目前，国际上主要通过低空监测雷达探测、无线电
频谱监测、声光监测等多种监测手段来实现无人机探测、定位、识别，然后对无人机进行压制反制。这类管控技术的问题也在于成本高、部署不方便、使用不规范，并且难以实现对轻微型无人机的有效探测、识别和反制。
发明内容
[0005] (一)要解决的技术问题
[0006] 本公开提供了一种基于空域安全评估的无人机管控平台及管控方法，以至少部分解决以上所提出的技术问题。
[0007] (二)技术方案
[0008] 根据本公开的一个方面，提供了一种基于空域安全评估的无人机管控平台，所述无人机管控平台包括：
[0009] 空域建模及评估模块，用于预先对一地区空域建立空域模型；根据各地对于无人机的飞行行为限制范围来设定该地区的空域安全数据，并建立所述空域模型的安全评估模型；
[0010] 数据获取模块，用于获取
传感器的实时数据，所述传感器包括：地面雷达、广播式自动相关监测传感器以及GPS/北斗定位
跟踪器中至少一种；所述实时数据包括：该地区空域内的无人机数据、反无人机探测数据、空管数据、广播式自动相关监测数据或者北斗数据中的一个或多个；
[0011] 目标识别模块，用于实时侦测所述地区空域内是否存在空中无人机，在存在空中无人机的情况下识别无人机型号并识别该无人机是否为合作目标；以及
[0012] 预警处置模块，用于在无人机为合作目标的情况下借助于已有的无人机管理系统进行注册信息比对、
飞行计划核实以及飞行数据进行实时匹配，对该类无人机进行监测，并根据所述空域模型的安全评估模型对该无人机的威胁程度进行评估；以及用于在无人机为非合作目标或者无人机为合作目标存在异常入侵的情况下，根据目标信息特征进行主动识别并根据所述空域模型的安全评估模型对该无人机的威胁程度进行评估；基于评估结果采取不同的处理手段威胁，威胁级别比较低的进行预警防范，威胁级别高的则采取迫降或者打击手段。
[0013] 在本公开的一
实施例中，所述预警处置模块允许预设预警策略，在发现高威胁等级目标时能够筛选处置预案，给出处置决策建议；
[0014] 所述预警处置模块能够将处置决策分发给相关设备系统，使各设备系统协作完成对目标的处置；
[0015] 在完成处置后还能够对处置结果进行评估，评估内容包括毁伤程度、处置设备是否合理、以及是否需要进行打击；以及
[0016] 能够根据处置结果重新生成处置决策建议。
[0017] 在本公开的一实施例中，所述无人机管控平台还包括：飞行计划管理模块，用于接收飞行计划数据，加载显示拟制的计划，将所述传感器探测到的动目标数据进行融合处理，对融合动目标和原始动目标的关联关系进行
可视化展现；以及在地图上以动目标的形式展现各传感器探测到的动目标数据和融合动目标数据，生成侦察态势信息；其中，所述飞行计划数据包括：计划拟制依据、计划时间段、计划执行人以及使用空域；所述拟制的计划包括：各设备的部署信息、各设备的侦察范围以及部署的时间段。
[0018] 在本公开的一实施例中，所述无人机管控平台还包括：态势显示模块，用于
叠加显示防御范围内的全局图像，包括雷达探测、无线电侦测和光电侦测系统的威力
覆盖范围，目标的实时
位置、飞行轨迹、日志报表、统计信息以及飞行禁区设置信息。
[0019] 在本公开的一实施例中，所述无人机管控平台电性连接或者通信连接至现有无人机管理系统模块、行业空管平台以及管控客户端中至少一种。
[0020] 在本公开的一实施例中，所述空域安全数据支持用户自主规划，以某要地为核心按照威胁程度规划预设范围内为警告区域、核心区域以及打击区域。
[0021] 根据本公开的另一个方面，提供了一种基于空域安全评估的无人机管控方法，包括：预先对一地区空域建立空域模型；根据各地对于无人机的飞行行为限制范围来设定该地区的空域安全数据，并建立所述空域模型的安全评估模型；实时侦测所述地区空域内是否存在空中无人机，在存在空中无人机的情况下识别无人机型号并识别该无人机是否为合作目标；在无人机为合作目标的情况下借助于已有的无人机管理系统进行注册信息比对、飞行计划核实以及飞行数据进行实时匹配，对该类无人机进行监测，并根据所述空域模型的安全评估模型对该无人机的威胁程度进行评估；以及在无人机为非合作目标或者无人机为合作目标存在异常入侵的情况下，根据目标信息特征进行主动识别并根据所述空域模型的安全评估模型对该无人机的威胁程度进行评估；基于评估结果采取不同的处理手段威胁，威胁级别比较低的进行预警防范，威胁级别高的则采取迫降或者打击手段。
[0022] 在本公开的一实施例中，预先对一地区空域建立空域模型的步骤包括：利用计算机
软件对一地区空域建立空域模型，该空域模型能够反映当前空域运行状况；对所述空域模型进行仿真，以得出当前地区空域的运行指标。
[0023] 在本公开的一实施例中，所述根据各地对于无人机的飞行行为限制范围来设定该地区的空域安全数据的步骤包括：根据各地对于无人机的飞行行为限制范围来设定该地区的空域安全数据，空域类型包括：禁飞区、限制区和开放区，所述空域安全数据支持用户自主规划，以某要地为核心按照威胁程度规划预设范围内为警告区域、核心区域以及打击区域。
[0024] 在本公开的一实施例中，建立所述空域模型的安全评估模型的步骤包括：根据一空域规划目标以及空域安全数据建立所述空域模型的安全评估模型，通过仿真评估出所述空域模型实施后各项指标数据，对比分析各项指标数据以及相互间的关系，得到所述空域模型能够实现所述空域规划目标的程度。
[0025] (三)有益效果
[0026] 从上述技术方案可以看出，本公开提供的基于空域安全评估的无人机管控平台及管控方法，具有以下有益效果：
[0027] 通过预先对一地区空域建立空域模型、设定该地区的空域安全数据，并建立所述空域模型的安全评估模型，使得该地区无人机的飞行行为具有统一的准则和科学的安全评估方式，对于合作目标的无人机，可以借助于已有的管理系统进行注册信息比对、飞行计划核实以及飞行数据进行实时匹配，对该类无人机进行监测、告警；对于非合作目标的无人机或者在无人机为合作目标存在异常入侵的情况下，根据目标信息特征进行主动识别并根据所述空域模型的安全评估模型对该无人机的威胁程度进行评估，从而采取对应的处理方式；实现了对于所有无人机的统一监管。
附图说明
[0028] 图1为根据本公开一实施例所示的基于空域安全评估的无人机管控平台的结构示意
框图。
[0029] 图2为根据本公开一实例所示的无人机管控平台的各个功能模块的结构示例。
[0030] 图3为根据本公开一实施例所示的基于空域安全评估的无人机管控平台对于无人机进行统一监管的过程示意图。
[0031] 图4为根据本公开一实施例所示的基于空域安全评估的无人机管控方法
流程图。
[0032] 图5为根据本公开一实施例所示的无人机管控方法的实施过程图。
具体实施方式
[0033] 本公开提供了一种基于空域安全评估的无人机管控平台及管控方法，通过预先对一地区空域建立空域模型、设定该地区的空域安全数据，并建立所述空域模型的安全评估模型，使得该地区无人机的飞行行为具有统一的准则和科学的安全评估方式，对于合作目标和非合作目标的无人机，采取对应的处理方式，实现了对于所有无人机的统一监管。
[0034] 为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
[0035] 第一实施例
[0036] 在本公开的第一个示例性实施例中，提供了一种基于空域安全评估的无人机管控平台。
[0037] 图1为根据本公开一实施例所示的基于空域安全评估的无人机管控平台的结构示意框图。图2为根据本公开一实例所示的无人机管控平台的各个功能模块的结构示例。
[0038] 参照图1和图2所示，本公开的基于空域安全评估的无人机管控平台，包括：空域建模及评估模块、数据获取模块、目标识别模块和预警处置模块。
[0039] 其中，空域建模及评估模块，用于预先对一地区空域建立空域模型；根据各地对于无人机的飞行行为限制范围来设定该地区的空域安全数据，并建立所述空域模型的安全评估模型。本实施例中，参照图2所示，空域建模及评估模块对应空域安全管理的功能，包括：模型管理模块、
算法管理模块以及任务管理模块，其中，在进行空域建模时，利用计算机软件对一地区空域建立空域模型，该空域模型能够反映当前空域运行状况；通过对所述空域模型进行仿真，以得出当前地区空域的运行指标。模型管理模块可以存储或者调取多种
基础模型或者新建模型。算法管理模块用于提供各种建模和仿真模拟需要的算法支持。任务管理模块用于提供及管理各种
飞行器的飞行任务，例如提供无人机的飞行计划，包括飞行时间、飞行轨迹、飞行范围等。
[0040] 本实施例中，数据获取模块，用于获取传感器的实时数据。参照图2所示，所述传感器包括但不限于：地面雷达、广播式自动相关监测(ADS-B)传感器以及GPS/北斗定位跟踪器中至少一种；所述实时数据包括但不限于：该地区空域内的无人机数据、反无人机探测数据、空管数据、广播式自动相关监测(ADS-B)数据或者北斗数据中的一个或多个。其中，数据获取模块可以从外部接入数据，例如参照图2所示，数据获取模块包含数据接入模块，该数据接入模块中，包括：视频监视模块、气象情报模块、飞行监视模块和GPS校时模块。
[0041] 本实施例中，目标识别模块，用于实时侦测所述地区空域内是否存在空中无人机，在存在空中无人机的情况下识别无人机型号并识别该无人机是否为合作目标。
[0042] 本实施例中，预警处置模块，用于在无人机为合作目标的情况下借助于已有的无人机管理系统进行注册信息比对、飞行计划核实以及飞行数据进行实时匹配，对该类无人机进行监测，并根据所述空域模型的安全评估模型对该无人机的威胁程度进行评估；以及用于在无人机为非合作目标的情况下，根据目标信息特征进行主动识别并根据所述空域模型的安全评估模型对该无人机的威胁程度进行评估；基于评估结果采取不同的处理手段威胁，威胁级别比较低的进行预警防范，威胁级别高的则采取迫降或者打击手段。参照图2所示，对应虚线框所示，该预警处置模块具有两个主要功能：威胁评估和预警处置。
[0043] 在本公开的一实施例中，所述预警处置模块允许预设预警策略，在发现高威胁等级目标时能够筛选处置预案，给出处置决策建议；
[0044] 所述预警处置模块能够将处置决策分发给相关设备系统，使各设备系统协作完成对目标的处置；
[0045] 在完成处置后还能够对处置结果进行评估，评估内容包括毁伤程度、处置设备是否合理、以及是否需要进行打击；以及
[0046] 能够根据处置结果重新生成处置决策建议。
[0047] 在本公开的一实施例中，参照图2所示，所述无人机管控平台还包括：飞行计划管理模块，用于接收飞行计划数据，加载显示拟制的计划，将所述传感器探测到的动目标数据进行融合处理，对融合动目标和原始动目标的关联关系进行可视化展现；以及在地图上以动目标的形式展现各传感器探测到的动目标数据和融合动目标数据，生成侦察态势信息。
[0048] 其中，所述飞行计划数据包括：计划拟制依据、计划时间段、计划执行人以及使用空域；所述拟制的计划包括：各设备的部署信息、各设备的侦察范围以及部署的时间段。
[0049] 在本公开的一实施例中，参照图2所示，所述无人机管控平台还包括：态势显示模块，用于叠加显示防御范围内的全局图像，包括雷达探测、无线电侦测和光电侦测系统的威力覆盖范围，目标的实时位置、飞行轨迹、日志报表、统计信息以及飞行禁区设置信息。所述态势显示模块可以是2D或者3D的方式进行显示，该态势显示模块可以为无人机管控平台的显示界面。
[0050] 图3为根据本公开一实施例所示的基于空域安全评估的无人机管控平台对于无人机进行统一监管的过程示意图。
[0051] 在本公开的一实施例中，所述无人机管控平台电性连接或者通信连接至现有无人机管理系统模块、行业空管平台以及管控客户端中至少一种。参照图3所示，本实施例中，以所述无人机管控平台通信连接至现有无人机管理系统模块和要地反无人机系统作为示例。
[0052] 参照图3所示，本实施例的无人机管控平台实现对于无人机的管控过程如下：
[0053] 该无人机管控平台与现有无人机管理系统模块和要地反无人机系统通信连接(对接)，获取无人机管理系统模块和要地反无人机系统采集的实时数据并将上述数据进行融合处理；
[0054] 其中，当无人机为合作目标时，已有无人机管理系统识别该合作目标并与无人机管控平台的飞行计划管理模块进行通信，由飞行计划管理模块接收飞行计划数据，加载显示拟制的计划，并将传感器(传感器可以是已有无人机管理系统中的传感器，或者该无人机管控平台本身具有的传感器)探测到的动目标数据进行融合处理，对融合动目标和原始动目标的关联关系进行可视化展现；以及在地图上以动目标的形式展现各传感器探测到的动目标数据和融合动目标数据，生成侦察态势信息；实现对于合作目标的监控。同时，根据所述空域模型的安全评估模型对该无人机的威胁程度进行评估，实现空域安全管理。
[0055] 对于无人机为合作目标存在异常入侵的情况，或者对于无人机为非合作目标的情况，可由要地反无人机系统实现侦测，通过根据目标信息特征进行主动识别，即进行目标信息监控与识别，并根据所述空域模型的安全评估模型对该无人机的威胁程度进行评估。基于评估结果采取不同的处理手段威胁，威胁级别比较低的进行预警防范，威胁级别高的则采取迫降或者打击手段。
[0056] 在本公开的一实施例中，所述空域安全数据支持用户自主规划，以某要地为核心按照威胁程度规划预设范围内为警告区域、核心区域以及打击区域。
[0057] 本实施例的基于空域安全评估的无人机管控平台通过预先对一地区空域建立空域模型、设定该地区的空域安全数据，并建立所述空域模型的安全评估模型，使得该地区无人机的飞行行为具有统一的准则和科学的安全评估方式，对于合作目标的无人机，可以借助于已有的管理系统进行注册信息比对、飞行计划核实以及飞行数据进行实时匹配，对该类无人机进行监测、告警；对于非合作目标的无人机或者合作目标的无人机存在异常的情况下，根据目标信息特征进行主动识别并根据所述空域模型的安全评估模型对该无人机的威胁程度进行评估，从而采取对应的处理方式；实现了对于所有无人机的统一监管。
[0058] 第二实施例
[0059] 在本公开的第二个示例性实施例中，提供了一种基于空域安全评估的无人机管控方法。
[0060] 图4为根据本公开一实施例所示的基于空域安全评估的无人机管控方法流程图。图5为根据本公开一实施例所示的无人机管控方法的实施过程图。
[0061] 参照图4和图5所示，本实施例中，基于空域安全评估的无人机管控方法，包括：
[0062] 步骤S21：预先对一地区空域建立空域模型；根据各地对于无人机的飞行行为限制范围来设定该地区的空域安全数据，并建立所述空域模型的安全评估模型；
[0063] 在本公开的一实施例中，预先对一地区空域建立空域模型的步骤包括：利用计算机软件对一地区空域建立空域模型，该空域模型能够反映当前空域运行状况；对所述空域模型进行仿真，以得出当前地区空域的运行指标。
[0064] 在本公开的一实施例中，所述根据各地对于无人机的飞行行为限制范围来设定该地区的空域安全数据的步骤包括：根据各地对于无人机的飞行行为限制范围来设定该地区的空域安全数据，空域类型包括：禁飞区、限制区和开放区，所述空域安全数据支持用户自主规划，以某要地为核心按照威胁程度规划预设范围内为警告区域、核心区域以及打击区域。
[0065] 在本公开的一实施例中，建立所述空域模型的安全评估模型的步骤包括：根据一空域规划目标以及空域安全数据建立所述空域模型的安全评估模型，通过仿真评估出所述空域模型实施后各项指标数据，对比分析各项指标数据以及相互间的关系，得到所述空域模型能够实现所述空域规划目标的程度。
[0066] 步骤S22：实时侦测所述地区空域内是否存在空中无人机；
[0067] 步骤S23：在存在空中无人机的情况下识别无人机型号并识别该无人机是否为合作目标；
[0068] 步骤S24：在无人机为合作目标的情况下借助于已有的无人机管理系统进行注册信息比对、飞行计划核实以及飞行数据进行实时匹配，对该类无人机进行监测，并根据所述空域模型的安全评估模型对该无人机的威胁程度进行评估；
[0069] 其中，基于评估结果采取不同的处理手段威胁，威胁级别比较低的进行预警防范，威胁级别高的则采取迫降或者打击手段。
[0070] 步骤S25：在无人机为非合作目标或者无人机为合作目标存在异常入侵的情况下，根据目标信息特征进行主动识别并根据所述空域模型的安全评估模型对该无人机的威胁程度进行评估；
[0071] 其中，基于评估结果采取不同的处理手段威胁，威胁级别比较低的进行预警防范，威胁级别高的则采取迫降或者打击手段。
[0072] 在一具体实例中，例如，针对某一特定空域中，要地反无人机系统采用无线电监测技术手段，对无人机的数据传输链路、测控链路的侦察实现对无人机的发现并识别无人机型号，识别是否是合作目标。对于合作目标，空域使用范围没有违反上报的飞行计划的就执行监测；对于非合作目标，采用对测控
信号和GPS导航信号的灵巧干扰实现对无人机管制，达到使无人机迫降或返航的目的。
[0073] 综上所述，本公开提供了一种基于空域安全评估的无人机管控平台及管控方法，通过预先对一地区空域建立空域模型、设定该地区的空域安全数据，并建立所述空域模型的安全评估模型，使得该地区无人机的飞行行为具有统一的准则和科学的安全评估方式，对于合作目标的无人机，可以借助于已有的管理系统进行注册信息比对、飞行计划核实以及飞行数据进行实时匹配，对该类无人机进行监测、告警；对于非合作目标的无人机或者在无人机为合作目标存在异常入侵的情况下，根据目标信息特征进行主动识别并根据所述空域模型的安全评估模型对该无人机的威胁程度进行评估，从而采取对应的处理方式；实现了对于所有无人机的统一监管。
[0074] 本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行白适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本
说明书(包括伴随的
权利要求、
摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。并且，在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个
硬件项来具体体现。
[0075] 还需要说明的是，虽然结合附图对本公开进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本公开优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本公开的一种限制。
[0076] 以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
