实验室由中国科学院地理科学与资源研究所牵头,其团队支撑着资源与环境信息系统国家重点实验室民航低空地理信息研究室主体研究工作,是中国地理信息产业协会无人机应用与管控工作委员会秘书处,承担了科技部国家重点研发计划项目高频次迅捷无人航空器区域组网遥感观测技术项目等;团队成员是中国民航局无人机空管组、运行组、适航组、人员资质组专家组成员,工作基础雄厚,推动无人机低空公共航路国际IEEE标准发布。
(1)在IEEE国际标准化组织牵头成立无人机低空航路标准工作组——“为无人机运行构建低空空域的框架标准”,核心成员任职该工作组主席。整合了国内包括大疆、华为、国家测绘局、京东等在内的国内最优质的航路相关单位,旨在形成一个低空运行和管理国际标准。该标准(IEEE Std. 1939.1TM 2021)已于2021年12月正式发布。
(2)率先提出并初步构建了无人机低空公共航路理论和技术体系,推动 “无人机低空公共航路”概念被民航局采用。民航局在《关于促进民用无人驾驶航空发展的指导意见》(征求意见稿)中,明确将无人机低空公共航路构建与运行纳入民用无人驾驶航空器重点建设任务和目标之一,凸显了无人机低空公共航路规划的重要性和紧迫性,可为本项目的实施提供理论和模型支持。
(3)推动促成中国科学院和民航局全面战略合作协议和无人机专题协议;核心成员加入中国民航局成立的无人机民航空管组、运行组、适航组、人员资质组专家组。2019年5月,在实验室团队成员积极推动下,中国科学院与中国民航局签订了全面战略协议,项目牵头单位与中国民航空管办签订了合作备忘录,构建全球首张无人机低空公共航路网,对于规范和促进我国无人机运行影响十分深远。
(4)牵头组织开展了科技部地球观测领域最大的国家重点研发计划“高频次迅捷无人航空器区域组网遥感观测技术”项目(2017.7-2021.6)(8957万元)。项目汇集了包括空军、民航、中电科、中科院、北京大学、武汉大学、测绘、水利等全国21家优势单位,项目主要解决了异构多源无人航空平台区域组网和安全管控技术体系,无人航空器动态协同组网控制技术,异构多源无人航空平台与高精度轻量化载荷集成与协同观测技术,无人航空遥感协同观测数据快捷处理与融合技术等,为无人机航路网构建奠定了无人机迅捷组网、快速定量化遥感技术、航路规划等关键技术基础。
(5)牵头研制全球首例无人机低空航路规划与仿真验证系统-春蚕系统,该系统构建了航路全约束要素库和典型区域的关键约束要素数据集,形成了无人机低空公共航路规划的规范性文件和适用的技术体系,并与民航无人机运行管理系统(UOM)耦合对接。 项目成果在京津新城、杭州、广州、上海等典型区与城市物流、电力巡检、海上运输等行业深度结合,解决了复杂环境下无人机安全、高效飞行等问题;在某小区精细化航线规划等业务得到应用,增强了航线的公共属性;该项目突破了航路网迭代构建、约束要素快速精准提取、基于体元栅格的三维场景表达等8项关键技术,具有创新性;解决了复杂环境下无人机安全高效飞行等问题;支撑了相关国际和行业标准的制定工作。
(6)牵头研发并正式获得民航局批准运行的我国最新一代无人机管理云系统——中科天网无人机云端综合管控系统(简称“中科天网”)。该系统围绕无人机的综合管理,基于云计算技术进行系统设计和构建,在统一的时空基准下,高度融合空天地一体化的数据,并将中国科学院试验类、地理测绘类无人机进行组网,实现遥感测绘行业无人机的有效监控。该系统面向全国无人机综合管理,高度融合了空天地数据一体化、统一时空基准、多源异构无人机组网、低空公共航路规划与管理、驾驶员管理、云计算等最新技术成果,是全国无人航空器组网遥感观测体系的重要组成部分,目前已在中科院地理资源所天津无人机综合验证基地值班运行,成为第十个覆盖全国的无人机云服务系统。
(7)支撑制定国家“无人机围栏”标准,旨在构建机场净空区范围边界,保护无人机低空安全、合法运行。
(8)构建全国无人机验证场体系,支持国家空管委和中国科技部开展全国无人机管控工作。2018年5月,编制和实施了《中国科学院无人机综合验证场一般认定办法》技术规范,为符合条件的野外台站配置了无人机云端管控系统、配发了管控模块,积极协调空管委和各站区空管部门与台站建立空域使用机制;2020年3月,中国地理信息产业协会正式批复无人机应用与管控工作委员会组织开展《无人机综合验证场一般要求》团体标准编制;在全国陆续构建了一批无人机综合测试验证基地,打造成为无人机“空港”。2017年9月13日,得到由空军部门批复包括天津、江西、山东、西藏、新疆、四川、浙江、内蒙古、河北、广东在内的13个以野外台站为中心的固定、长期使用的无人航空器试验空域,这在空军史上尚属首次;基于中国科学院的江西千烟洲站、山东禹城站、天津宝坻基地、四川王朗站、内蒙古白旗站、新疆吐鲁番站、河北怀来站、北京门头沟站等一批站点构建的无人机综合验证场已基本具备无人机空港条件,接入了“中科天网”无人机云端管控系统,建立健全了无人机基地管理运行制度;吐鲁番、白旗等站点已经具备大型联合飞行试验条件;并完成挂牌目前已扩大上报第二批30余个空域。全国分布的空域资源为无人机遥感网构建奠定了坚实基础。
(9)协同地学和资源环境类中科院遥感地球所、大气物理所、新疆生地所、成都山地所、植物所等有关研究所形成合力,构建全国无人机应用网络体系,形成即时、快速、高频、超高分辨率的遥感数据获取和汇聚中心,以及应用服务高地,成为国土资源空间管理、精准农林应用、突发性极端事件快速应急响应、地缘政治热点区域地理空间信息获取的重要科技力量。专门推动无人机的全国组网观测和面向国家重大需求和地方、行业的重大应用。在全国陆续构建了一批无人机综合测试验证基地,打造成为无人机“空港”,包括天津宝坻、江西千烟洲、山东禹城、四川王朗、内蒙古白旗、新疆吐鲁番、河北石家庄等,获空军参谋部与战区空军的批准,逐步达到全国布网。
(10)与江西省水利科学研究院、共青城市人民政府共建无人机遥感应用科技创新基地。以鄱阳湖模型试验研究基地为平台,共建无人机综合验证基地和国家重点研发计划“高频次迅捷无人航空器区域组网遥感技术”项目鄱阳湖无人机组网监测应用示范基地,纳入全国无人机应用网络体系。
(11)牵头成立中国地理信息产业协会无人机应用与管控工作委员会(2018年9月8日)。成员单位包括:大疆、腾讯、华为、京东、合众思壮、超图、AOPA、红鹏等100多家中国最具代表性的无人机产业链的企业和机构。工委会成立的宗旨是打造交流与资源共享联动平台,推进无人机系统管控建设,实现低空空域数字化,建立无人机低空航路体系,开展无人机标准化研究,行业认证、拓展无人机行业应用,促进无人机军警民融合,探索国际合作模式,加快产能输出,服务我国“一带一路”重大战略。
(12)建成全国无人机遥感数据目录库、装备库、操纵手库,并在科技部网站在线运行。全国性无人机遥感装备信息库收录了全国上百家单位的无人机遥感系统信息,涵盖了当前国内740余种型号的无人机平台信息,主要性能指标包括飞行速度、续航时间、动力来源、起降方式、抗风等级等,形成了无人机装备数据库。
(13)大数据平台原型系统。构建了全国无人机注册、管控和组网观测平台以及无人机遥感数据汇聚管理与应用平台。还包括基于大型服务器、海量存储系统和空间信息处理软件的应用计算平台,以及相关的网络安全设备和网络服务设备等构成的集成系统。
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