Архітектура cистеми управління та зв’язку БПЛА SkyBridge 5G
Ключовою інновацією Системи зв’язку та управління SkyBridge 5G є використання єдиного IP каналу зв’язку між БПЛА та наземною станцією управління (а також з використанням мережі наземних і повітряних ретрансляторов) за IP протоколом передачі даних по радіоканалу сети Fixed Wirelees Access (FWA) 5G, а також допоміжному (альтернативному) дротовому IP каналу зв’язку на оптоволоконному кабелі.
Система управління та зв’язку БПЛА SkyBridge 5G складається з бортового обладнання, що встановлюється на БПЛА, та обладнання Наземної Станції Управління (НСУ). Також у схемі організації зв’язку може використовуватися Наземний та Повітряний Ретранслятори.
Бортове обладнання системи SkyBridge 5G забезпечує зв’язок БПЛА з НСУ, у тому числі через Повітряний і Наземний Ретранслятори
Наземна станція управління
Обладнання НСУ SkyBridge Ground Control Station (GCS) складається з Пульта управління SkyBridge G30 Remote Control Unit (RCU) для управління БПЛА пілотом/оператором та обладнання зв’язку.
У комплектації НСУ початкового рівня SkyBridge GCS Lite обладнання зв’язку представлено Абонентською Станцією (AC) Cambium Networks ePMP Force 4616 SM 6 GHz, оснащеною антеною з посиленням 16 dBi, що забезпечують зв’язок на частотах 5950-7125 MHz в топології точка-точка Point-to-Point (PTP) безпосередньо з БПЛА на відстані до 30 км, також через мережу Повітряних і Наземних Ретрансляторів в топології точка-багатоточка.
У комплектації SkyBrideg GCS Base та Pro обладнання зв’язку НСУ складається з:
– Абонентської станції (AC) Cambium Networks ePMP Force 4616 SM 6 GHz;
– Базової Станції (БС) Cambium Networks ePMP 6 GHz 4600L AP MIMO 2×2 з секторною 90 град 6GHz MIMO 2×2 антеною з посиленням 17 dB, що забезпечують зв’язок з БПЛА в топології точка-багатоточка (PtMP) на відстані до 30 км;
– мережевого комутатора Cambium Networks TX1012 для зв’язку між компонентами НСУ, а також зв’язку з БПЛА по оптоволоконному кабелю;
– маршрутизатора- мiжмережевого екрану (Firewall) SD-WAN Cambium Networks NSE 2000/3000 для VPN P2P зв’язку через мережу Інтернет з РЛС ППО, пунктами управління військами (Мобільними Вогневими Групами, Командно-спостережними пунктами, Командними пунктами бригади, Передовими Командними пунктами управління), та іншими інформаційними системами.
В якості Наземного Ретранслятора використовується Базова Станція (БС) Cambium Networks ePMP 6 GHz 4600L AP MIMO 2×2 з секторною 90 град 6GHz 17 dBi антеною MIMO 2×2, що забезпечують зв’язок c БПЛА в топології точка-багатоточка (PtMP) на дальності до 30 км. НСУ може бути підключена до Наземного Ретранслятора за допомогою оптоволоконного кабелю.
Повітряний Ретранслятор розміщується на БПЛА розвідки, управління і зв’язку, оснащен платою (PCB) ePMP 6 GHz 4600 AP MIMO 4×4 з секторними 90 град антенами, що забезпечують зв’язок з БПЛА, Наземними та іншими Повітряними Ретрансляторами, НСУ в топології точка-багатоточка (PtMP) на дальності до 20-30 км.
БС, AC НСУ розміщується на щоглі висотою 3-6 метрів та забезпечує зв’язок з БПЛА, а також через через Наземний та Повітряні Ретранслятори на загальній відстані 80+ км.
БПЛА розвідки, управління та зв’язку також слугує ретранслятором для зв’язку між НСУ БПЛА (для координації взаємодії), а також між структурними підрозділами ЗСУ, Наземними Роботизованими Комплексами (НРК), оснащеними відповідним обладнанням зв’язку, тобто є складовою повітряною компонентою загальновійськовий Автоматизованої Системи Управління (АСУ) ЗСУ.
Пульт управління
Пульт управлення SkyBridge G30 Remote Control Unit (RCU) відноситься до нового покоління ручних (handheld) абонентських терміналів у вигляді сучасних планшетних комп’ютерів з джойстиками, оснащених засобами зв’язку з БПЛА та призначен для пілотування БПЛА, планування маршрутів польоту, налаштування та управління роботою бортового обладнання пилотами та операторами БПЛА.
G30 SkyBridge RCU є апаратно-програмною переробкою ODM Пульта управління G30 шляхом інтеграції комунікаційного модуля SkyBridge RCU, що виконує конвертацію інтерфейсів і протоколів зв’язку. Пульт управлення G30 SkyBridge RCU підключається до коммутатора НСУ по Ethernet або оптоволоконному кабелю, а також по cети Wi-Fi.
Пульт управління G30 SkyBridge RCU забезпечує :
– ручне пілотування польотом за допомогою стіків тяги , тангажу, рискання, крену;
– задання режимів роботи (Flight mode) Польотного Контролера за допомогою кнопок і перемикачів Пульта управління;
– управління камерою, подвiсом Gimbal та іншим бортовим обладнанням;
– відображення на дисплеї Пульта управління даних телеметрії, відео, картографічної інформації, режиму та інших важливих параметрів роботи польотного контролера, камери та іншого бортового обладнання.
Команди управління Remote Control передаються через Ethernet і оптичний порт FC/UPC Пульта управління на комутатор НСУ, БС, AC FWA і далі на БПЛА за протоколом SBUS over IP.
Програмне Забезпечення (ПЗ) Пульта управління G30 SkyBridge RCU представлено універсальними додатками QGround Control, Mission Planner, додатком пілотування БПЛА SkyBridge Fly.
Дание телеметрії (Telemetry) передаються з політного контролера БПЛА на порт Ethernet/Fiber Optic Пульта управління, ноутбука НСУ за протоколом MAVLink на ПЗ GCS Mission Planner, QGround Control .
Передача даних з відео/тепловізійної камери БПЛА на порт Ethernet/Fiber Optic Пульта управління, ноутбука, відеомонітора, та іншего обладнання НСУ здійснюється за протоколом RTSP.
Підключення до USB порту ноутбука (під Window c ПЗ Mission Planner, QGround Control) пульта управління RadioMaster TX16S дозволяє (як альтернатива використанню Пульта управління G30 SkyBridge RCU) передавати команди управління Remote Control на БПЛА по протоколу MAVLink з налаштуванням польотного контролера на режим управління через джойстик (Joystick). Даний спосіб управління БПЛА в режимі Joystick підвищує затримку передачі команд управління і має обмежені функції по заданню польотних режимів БПЛА Flight mode, а також управлінню підвісом камери БПЛА та реалізації функції наведення БПЛА на на ціль.
Передавання команд цілевказання на НСУ та БПЛА , управління, телеметрії та відео БПЛА може виконуватися з територіально віддалених РЛС ППО, пунктів управління військами по захищених VPN каналах зв’язку, в тому числі через P2P з’єднання з Інтернет, з використанням маршрутизаторів/мiжмережевих екранів SD-WAN/ Next-Generation Firewall (NGFW) Network Service Edge NSE 2000, NSE 3000 Cambium Networks НСУ.
– просторове (локаційне) рознесення в НCУ Пультів управління (локації пілотів БПЛА) і обладнання зв’язку до 100 метрів при використанні кабелю Ethernet UTP і до декількох сотень і більше метрів при використанні для зв’язку між Пультом управління G30 SkyBridge RCU i комутатором НCУ оптоволоконного кабелю;
– почергове управління одним пілотом декількома БПЛА з одного Пульта управління G30 SkyBridge RCU в топології точка-багатоточка;
– управління пілотами з декількох Пультів управління G30 SkyBridge RCU декількома БПЛА через єдину мережу FWA 5 G та на оптоволокні;
– значне підвищення енергетичного бюджету радіозв’язку та дальності зв’язку за рахунок використання на сторонi НСУ (БС та AC) секторних антен з високим коефіцієнтом посилення 17dBi, а також зняття обмежень FCC, ETSI на EIRP (Еквівалентна ізотропно-випромінювана потужність) на сертифіковані в ЄС і США радіопередавачі пультів управління;
– використання для керування та зв’язку з БПЛА будь-якого іншого радіо та дротового обладнання, що має стек протоколу TCP/IP.