0. Введение

0.1. Назначение документа

Настоящая документация предназначена для инженерно-технического персонала, осуществляющего установку, конфигурирование и эксплуатацию системы UWB Landing System — системы прецизионной посадки беспилотных летательных аппаратов с использованием ультраширокополосных (UWB) радиотехнологий позиционирования.

Документ описывает состав оборудования, принципы функционирования, порядок установки и настройки программного обеспечения, а также содержит сведения о взаимодействии системы с бортовым автопилотом и наземной инфраструктурой.

0.2. Область применения

Система UWB Landing System применяется для обеспечения безопасной и точной автоматической посадки дронов в условиях ограниченной или отсутствующей спутниковой навигации (GPS-denied environments).
Решение ориентировано на промышленные, исследовательские и сервисные беспилотные платформы, требующие высокой точности вертикального позиционирования и надёжного приземления на заранее подготовленные площадки.

0.3. Состав системы

Система включает следующие основные компоненты:

КомпонентНазначение
Реперы (UU-AE70-I5-P1)Формируют координатную систему посадочной площадки и обеспечивают обмен UWB-сигналами с ридерами. Устанавливаются по углам площадки и один — на высоте 2 м над углом.
Ридеры (UU-TG8-2V-P1)Размещаются на дроне, выполняют приём-передачу UWB-сигналов и измерение расстояний до реперов.
Raspberry Pi LE (Location Engine)Бортовой вычислительный модуль, осуществляющий сбор UWB-измерений, расчёт координат дрона и обмен данными с автопилотом по MAVLink.
Автопилот CUAV X7+ ProУправляет дроном, получает от LE данные о положении в виде сообщений LANDING_TARGET и выполняет посадку.
CoBench (сервисное ПО)Используется для конфигурирования и диагностики реперов и ридеров.

0.4. Принцип работы системы

  1. Наземная часть формирует локальную систему координат (NED) с помощью четырёх или пяти UWB-реперов, подключённых через PoE-коммутатор и предварительно настроенных в CoBench.
  2. Бортовая часть дрона содержит два UWB-ридера, подключённых к Raspberry Pi LE по UART-интерфейсам, и автопилот, соединённый с LE по MAVLink через порт UART4.
  3. Ридеры непрерывно измеряют дальности до реперов и передают результаты в LE.
  4. LE обрабатывает измерения, синхронизирует время с ридерами (TIMESYNC), формирует трёхмерное положение дрона в координатах площадки и передаёт эти данные автопилоту в сообщениях LANDING_TARGET.
  5. Автопилот использует полученные данные для коррекции навигации и точной вертикальной посадки в центр площадки.

Таким образом, система обеспечивает устойчивое позиционирование и контроль высоты при посадке без зависимости от GPS-сигнала.

0.5. Структура документа

Документ состоит из тринадцати разделов, охватывающих все аспекты установки, настройки и эксплуатации системы:

  1. Общие сведения
  2. Требования к оборудованию и программному обеспечению
  3. Размещение оборудования
  4. Подключение оборудования
  5. Логика работы системы
  6. Установка программного обеспечения
  7. Конфигурирование UWB-инфраструктуры
  8. Конфигурирование программного обеспечения Raspberry Pi LE
  9. Настройка взаимодействия с автопилотом
  10. Форматы и структура обмена сообщениями MAVLink
  11. Настройка GCS и миссии
  12. Контроль состояния и мониторинг
  13. Тестирование и приёмка