连接的可用性通常是自治系统的一个限制。来源：地面控制
自主系统越来越多地部署在视线之外，在那里它们可以提供最大的运营价值。无人机现在用于检查海上风电场、监控管道、调查远程基础设施以及支持海上作业。 ArduPilot 等飞行控制平台已经相当成熟，现在支撑着广泛的商业和工业系统。
但持久的限制仍然存在。在许多实际部署中，限制因素不再是飞机或自主软件，而是可靠连接的可用性，特别是在偏远地区。
可靠的连接通信是无人系统安全运行的基础，尤其是超视距 (BVLOS) 任务。操作员需要一致的命令和控制链接以及遥测技术，以提供飞机健康状况、位置和任务状态的可见性。如果没有这个基础，即使技术上有能力的平台也无法放心部署。
地面网络的局限性
当今大多数无人系统在很大程度上依赖地面网络进行指挥、控制和遥测。蜂窝连接使在城市和郊区环境中部署和管理无人机变得更加容易，但其覆盖范围本质上是不均匀的。
许多从超视距操作中受益最多的部门的运营远远超出了可靠的蜂窝覆盖范围。海上风电场距离海岸数十公里。长距离管道和传输网络经常穿越人口稀少的地区。海事海岸检验作业规则无人机通常发生在不存在地面连接的地区。
这为许多无人机的部署创造了实际的上限。如果无法保证通信链路，运营商必须限制超视距操作或投资复杂的本地基础设施。
卫星连接是一种替代方案
人们越来越多地探索卫星通信作为解决这一差距的实用方法。从历史上看，卫星链路与大型平台和专业应用程序相关，但现代技术和网络服务的进步正在改变这种情况。
现代卫星服务可以在地面网络不可用的地方为命令、遥测和数据传输提供 IP 连接。对于远程或断开连接环境中的超视距操作，这提供了一种在不依赖本地网络基础设施的情况下保持可靠通信的方法。
这个概念原则上很简单，但很实用围绕延迟、带宽和系统配置的问题仍然存在。
从实际测试中学习
ArduPilot 社区最近的工作提供了有关卫星连接在实践中如何执行的有用见解。 ArduPilot 开发人员 Stephen Dade 进行的测试检查了 MAVLink 遥测在 Iridium Certus 卫星服务上运行的行为。
目的不仅仅是建立连接，还要了解卫星通信是否可以支持使用广泛采用的开放式飞行控制系统的无人平台的操作要求。
研究结果表明，通过适当的配置，卫星链路可以支持此类系统的核心遥测和命令要求。测试中的往返延迟通常在几百毫秒到一秒多一点之间。虽然这比典型的蜂窝连接要高，但它仍然在命令和操作所需的范围内。更重要的是，测试还强调了系统设计人员和集成商的几个实际考虑因素。
针对卫星环境进行设计
卫星链路的行为与地面网络非常不同，成功的集成取决于认识到这些差异。
带宽管理尤为重要。必须在清楚了解可用吞吐量的情况下配置遥测流。调整消息速率有助于确保基本遥测保持可用，而不会压垮链路。
网络架构也发挥着作用。卫星连接通常涉及较高的延迟和不同的流量特征，这意味着网络和安全方法需要反映这些条件。仔细设计 VPN 和网关布置可以显着提高可靠性和整体性能。
物理安装也会影响ce 链路质量。天线放置和建筑物、地形或植被等局部障碍物可能会影响信号性能，从而增强了适合卫星通信而不是地面网络的安装实践的重要性。
总而言之，这些因素表明卫星连接不仅仅是蜂窝网络的直接替代品。它需要深思熟虑地集成到更广泛的系统通信架构中。
扩大超视距操作范围
对于依赖远程基础设施的行业来说，影响是重大的。监控海上设施的能源公司、检查管道的运营商以及在海洋环境中工作的组织都面临着类似的连接挑战。
卫星遥测提供了一种将 BVLOS 操作扩展到陆地网络无法覆盖的区域的方法抵达。系统设计人员可以开始考虑结合多种连接选项的通信架构，而不是将部署限制在蜂窝覆盖范围内。
在存在蜂窝覆盖的地方，地面网络将继续提供最有效的连接。然而，当运营超出该覆盖范围时，卫星链路提供了额外的弹性和覆盖范围。
连接性是关键的推动因素
随着自主系统的不断成熟，人们的注意力自然会集中在飞机功能、传感器和自主软件上。这些要素仍然很重要，但对于超视距操作来说，通信基础设施正日益成为决定系统在何处运行以及如何有效扩展的因素。
无人平台卫星连接的增长表明这一限制可能会逐渐缓解。通过将指挥、控制和遥测扩展到陆地边界之外飞机的能力将继续进步，但通信链路的可靠性最终决定了实际的作战范围。随着自主系统进一步进入工业和远程环境，连接将成为支持其部署的最重要的基础设施之一。
Alastair MacLeod，Ground Control 首席执行官。
作者简介
Alastair MacLeod 是 Ground Control 首席执行官，这是一家总部位于英国和美国的技术公司，专门从事用于远程和关键任务的卫星和混合物联网通信运营。
凭借超过 25 年的经验，我在全球连接和 M2M 解决方案中，他领导了物流、公用事业和环境监测领域低功耗资产跟踪和数据效率方面的多项创新。