高清可复制 HB 8595-2021 民用轻小型无人机系统便携式地面控制单元通用要求

　　ICS 49.020 V 36

　　HB 8595-2021

　　民用轻小型无人机系统便携式地面控制

　　单元通用要求

　　General requirements of portable ground control unit for small and light civil

　　unmanned aircraft system

　　2021-04-19 发布 2021-07-01 实施

　　中华人民共和国工业和信息化部 发 布

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1. 1-2009《标准化工作导则 第 1 部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。本标准由中国航空综合技术研究所归口。

　　本标准起草单位：易瓦特科技股份公司、中国航空综合技术研究所、深圳大疆创新科技有限公司、广州极飞科技有限公司。

　　本标准主要起草人：叶 川、舒振杰、王博甲、漆鹏程、路 通、杨 旸、彭 斌、何志凯、胡应东、曹国杰。

　　民用轻小型无人机系统便携式地面控制

　　单元通用要求

　　1 范围

　　本标准规定了民用轻小型无人机系统便携式地面控制单元的功能、性能等通用要求。

　　本标准适用于最大起飞重量在 250g 至 150kg 之间的民用轻小型无人机系统便携式地面控制单元的设计、制造、使用和维护。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件， 仅所注日期的版本适用于本文件。凡是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/T 191-2008 包装储运图示标志

　　GB 4208-2008 外壳防护等级(IP 代码)

　　GB/T 17626.2 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验

　　GB/T 17626.3 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验

　　GB/T 17626.8 电磁兼容 试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验

　　GB/T 17626.9 电磁兼容 试验和测量技术 脉冲磁场抗扰度试验

　　GB 17799.4 电磁兼容 通用标准 工业环境中的发射

　　GB/T 35018-2018 民用无人驾驶航空器系统分类及分级

　　GB/T 38152-2019 无人机系统术语

　　GB/T 38924.6 民用轻小型无人机系统环境试验方法 第 6 部分：振动试验

　　GB/T 38924.8 民用轻小型无人机系统环境试验方法 第 8 部分：盐雾试验

　　3 术语和定义

　　GB/T 35018-2018 和 GB/T 38152-2019 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　地面控制单元 ground control units

　　使用的地面控制单元是民用无人机系统一个重要组成部分，为地面操纵人员提供必要的系统信息和操作控制平台，实现对无人机系统的控制。

　　3.2

　　便携式地面控制单元 portable ground control units

　　预定可由使用人员经常携带的地面控制单元。

　　4 要求

　　4.1 组成

　　便携式地面控制单元一般由飞行监视与控制、载荷监视与控制、链路监视与控制、任务规划等功能

　　模块组成，可包含其他模块。

　　4.2 尺寸

　　在满足任务需求的条件下，便携式地面控制单元宜按最小尺寸来设计，便于使用人员经常携带、展开、收纳。经包装后应能满足航空、铁路、公路等运输要求。

　　4.3 重量

　　在满足任务需求的条件下，便携式地面控制单元宜按最小重量来设计，设备重量不宜大于 10kg。

　　4.4 功能

　　4.4.1 总则

　　便携式地面控制单元具有飞行监视与控制、载荷监视与控制、链路监视与控制、显示、数据记录与回放、数据分析与处理、飞行模拟与训练等功能。

　　4.4.2 飞行监视与控制

　　4.4.2.1 设置与检查功能

　　便携式地面控制单元的设置与检查功能一般应满足以下要求：

　　a) 飞行限制参数设置。根据飞行平台特性和飞行环境特点设置飞行参数。参数项目一般包含数据链丢失保护、低电量保护、地理围栏、最大飞行速度、最大飞行高度、最小转弯半径、最大姿态角度、返航高度等。

　　b) 起飞前检查。根据任务需求和任务载荷特性可设置起飞前检查项目， 起飞前检查中系统根据设置数据与实际数据计算后给出危险项提示或告警。

　　c) 飞行平台状态自检与告警。实时监视和控制飞行平台工作状态， 对异常状态发出告警，一般主要包括：重要部件(如发动机)故障告警、传感器异常告警、其他告警(如低电量/低油量告警、数据链信号丢失告警)等。

　　4.4.2.2 一般飞行与控制

　　根据任务需要和飞行状态进行一般飞行与控制，一般飞行与控制应满足以下要求：

　　a) 飞行控制。控制内容包括;高度、速度、姿态、航线的选择与控制等。

　　b) 控制模式切换。具有飞行平台的控制模式切换功能， 常用控制模式有定点模式、定高模式、姿态模式、任务模式、返航模式等。

　　4.4.2.3 应急飞行与控制

　　可设置紧急故障处理方案，在飞行平台遇到紧急故障时可自动采取相应的应急方案，保证飞行的安全性。如失速开伞、丢失信号后继续飞行、悬停、降落或返航等。

　　4.4.3 载荷监视与控制

　　根据任务需要和当前飞行状态控制任务载荷，并同步显示任务载荷的信息，如云台的方位控制、相机的定时或定点拍照控制等。

　　4.4.4 链路监视与控制

　　便携式地面控制单元应具备链路监视与控制功能，通常包括：频段/频道选择、带宽选择、功率大小、信号质量等控制和显示。

　　4.4.5 任务规划

　　便携式地面控制单元的任务规划功能一般应满足以下要求：

　　a) 航点航线规划。根据任务需求设置航点、规划飞行航线， 若需要可在飞行过程中实时修改航点或航线。航点信息一般包含经纬度、到达点停留时间和飞行速度等。

　　b) 载荷规划。根据任务需求选择和控制任务载荷。

　　c) 数据链丢失设置。数据链丢失后根据需求可设置为返航、悬停、继续任务或降落等。

　　4.4.6 显示

　　便携式地面控制单元的显示功能一般应满足以下要求：

　　a) 飞行状态显示：实时显示姿态、高度、速度、航向、飞行时间、剩余电量(剩余油量)、导航参数等;

　　b) 任务载荷状态显示：显示任务载荷工作状态、姿态等信息;

　　c) 链路状态显示：显示数据链的工作状态;

　　d) 故障告警显示：当无人机处于危险飞行状态时，如关键部件故障等情况，应有告警显示。

　　4.4.7 其他功能

　　4.4.7.1 数据记录与回放

　　数据记录功能和数据存储量应满足任务需求，可记录无人机遥控遥测参数、任务载荷信息等， 宜支持数据导入导出和数据回放功能等。

　　数据记录与回放一般应满足下列要求：

　　a) 数据记录应完整;

　　b) 数据回放可指定时间起点、快慢、前进后退等操作。

　　4.4.7.2 数据分析与处理

　　便携式地面控制单元应具备一定的数据分析和处理能力，一般应满足以下要求：

　　a) 采集、导出、预处理飞行日志数据，数据格式与配套分析软件相匹配;

　　b) 采集、导出、预处理任务载荷数据，数据格式与配套分析软件相匹配。

　　4.4.7.3 飞行模拟与训练功能

　　根据任务需要，便携式地面控制单元可配套无人机飞行模拟与训练软件，对无人机模型以及场景进行仿真，提供基础知识培训以及仿真训练。

　　4.5 性能

　　4.5.1 总则

　　便携式地面控制单元性能应符合其产品规范的要求。

　　4.5.2 处理器速度

　　便携式地面控制单元处理运行速度应满足任务需求，及时获得并处理遥控、遥测数据。

　　4.5.3 显示

　　显示屏分辨率应满足图像分辨率要求，显示屏亮度应满足室外作业的显示要求。

　　4.5.4 数据记录

　　数据记录模块的数据存储能力应满足任务要求，一般要求存储不少于 5 个架次或不少于 10 个飞行小时的飞行数据。

　　4.5.5 软件启动时间

　　在正常环境条件下，便携式地面控制单元软件启动时间一般不应超过 30s。

　　4.5.6 通信距离

　　根据无人机类型、作业半径的需求确定数据链的通信距离。 一般要求通信距离不小于 1km。保证图像和数据能实时流畅传输，不出现影响任务执行的卡顿、断连、马赛克等现象。

　　4.5.7 连续工作时间

　　系统一次连续工作时间至少应满足无人机单次飞行任务的要求，包括飞行准备时间、续航时间和降落后数据预处理时间。

　　4.6 可靠性

　　可靠性设计应制定产品的可靠性设计准则，可开展可靠性设计评审和可靠性验证工作。

　　4.7 维修性

　　维修性设计应制定产品的维修设计准则，可开展维修性设计评审和维修性验证工作。

　　4.8 安全性

　　电气设备和机械设备分别按各自的专业安全技术要求的规定进行设计，以确保制造和使用中人身和设备的安全。

　　4.9 环境适应性

　　4.9.1 温度

　　温度应满足以下要求：

　　a) 在工作环境温度要求范围内，地面控制单元设备和软件应能正常工作，无人机和任务设备操作应正常;

　　b) 在规定的环境温度范围内贮存和使用时，设备不应发生裂痕、老化和其他损坏;

　　c) 插接件、紧固件等不应发生开裂、松脱等现象;显示屏不应发生变形、开裂、花屏等现象;

　　d) 贮存环境温度范围应满足-40℃~65℃, 工作环境温度范围至少应满足 0℃~40℃。

　　4.9.2 大气压力

　　在满足产品任务需求的海拔高度上应能正常工作。

　　4.9.3 防尘防水

　　设备应给出防尘防水等级。防护等级的测试应按照 GB 4208-2008 的规定。

　　4.9.4 盐雾

　　预期在多盐雾环境条件下使用，应采用防腐材料，进行防腐处理，保证设备能长期正常使用。盐雾试验应满足 GB/T 38924.8 的相关要求。

　　4.9.5 振动

　　在运动中工作的设备，在振动环境条件下应能正常工作。振动试验应满足 GB/T 38924.6 的相关要求。

　　4.9.6 运输包装件跌落

　　设备应能适应在使用、搬运、卸载和运输等过程中可能遭受的冲击。

　　4.9.7 老化

　　在产品规范规定的时间内，整机各个模块应能正常运行。

　　4.10 电磁兼容性

　　便携式地面控制单元应能在一定的电磁环境下保证系统兼容工作。便携式地面控制单元的电磁兼容性一般应满足一下要求：

　　a) 30MHz～1000MHz 辐射骚扰测试和 1000MHz～6000MHz 辐射骚扰测试应满足 GB 17799.4 的相关要求;

　　b) 静电放电抗扰度试验应满足 GB/T 17626.2 的相关要求;

　　c) 射频电磁场辐射抗扰度试验应满足 GB/T 17626.3 的相关要求;

　　d) 工频磁场抗扰度试验应满足 GB/T 17626.8 的相关要求;

　　e) 脉冲磁场抗扰度试验应满足 GB/T 17626.9 的相关要求。

　　4.11 接口

　　便携式地面控制单元系统应留有相关的电气接口和机械接口，并具有扩展接口能力。

　　4.12 人机工程

　　便携式地面控制单元在布局、设置时应充分运用人机工程学的设计准则和原理， 要求人与设备在操作、使用、维修等方面达到最佳配置。一般应满足以下要求：

　　a) 操作控制符合人体工程要求，控制/显示组合中的控制器应靠近相关的显示器，控制装置要灵活、控制准确;

　　b) 显示器应位于操作者的最佳视线范围内，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、时间滞后小;

　　c) 宜合理考虑实际任务需求，配置支架、工作台等配套器具， 满足工作的安全、高效、舒适要求。

　　4.13 电源特性

　　供电一般采用直流或交流供电两种接口。电源供电系统宜具有被检测和控制的能力，具有安全告警、过流保护、过压保护、自动检测和显示功能。

　　4.14 电气布线

　　应使整体布局、元器件安装位置、线缆布置等合理， 便于装配、检查、调整和维修， 在装配中，不得对任何零件、部件、整件及导线造成损伤和降低其性能。

　　在设备要求的工作条件下，电气系统应能可靠地将电能传输到用电设备，并满足质量要求。

　　4.15 结构

　　便携式地面控制单元应满足规定的结构要求、材料要求和限制性特殊要求。

　　4.16 标识

　　便携式地面控制单元应有产品标识，产品标识的编码规则应符合国家相关法规规定和相关标准的要求。

　　4.17 包装、运输及贮存

　　4.17.1 包装

　　产品应与包装标识相一致，产品包装通常满足如下要求：

　　a) 包装标识应满足 GB/T 191-2008 中的相关规定，在规定的流通条件与流通过程中和在规定的贮存条件与贮存期内，不因运输和自然条件的影响而褪色或脱落。同时应在产品包装上或包装内标明：名称、型号、产地、制造商和生产日期等信息。包装标识应正确、齐全、牢靠、清晰。

　　b) 应选择适当的材料、型式和结构， 减少包装材料用量和降低包装成本，有效地利用资源，尽量采取可回收利用材料，减少包装废弃物，降低对环境的影响。

　　c) 产品包装环境应清洁、干燥、无有害气体，并具有防霉、防蛀特性。

　　d) 应确保在正常的流通过程中，能够抵御规定环境条件的影响而不发生破损或损坏等现象。

　　e) 根据产品的特性及搬运、装卸、运输、仓储等流通条件， 合理选用带有防护装置的包装，如防震、防雨、防潮、防霉、防霉、防尘等防护包装。

　　f) 产品包装内应装有必备的随机文件，这些随机文件应至少包括合格证、物品清单、使用说明书和其他有关的技术文件，若有关用户所须知的信息未在随机文件中充分描述而需要查阅相关电子文件时，在随机文件中应清晰说明所须知的电子文件信息和正式的获取途径。

　　4.17.2 运输与贮存

　　贮存环境应有良好的通风，远离可能的热源、火源、强电场、强磁场和强电磁场。温度 0℃~35℃,相对湿度不大于 70%。安放位置应离开地面不低于 12cm，离墙距离不低于 40cm。通常适用于汽车、火车、轮船和航空器运输。在规定的运输和存储条件下，产品及包装不会造成严重故障或破损。