一、需求概述
1、在山区、河流、湖泊、岛屿等天堑地域，陆路或水路运输很难甚至根本无法通达。这将严重阻碍在天堑地域实施紧急救援行动，延误应急救灾物资的及时送达使用。
2、有人驾驶直升机是保障应急物流的重要手段，但在天堑地域地形复杂、气候多变，有人机救援需超低空飞行作业，对驾驶员的人身安全构成威胁，严重影响应急物流的效率。随着科技的发展，无人机可有效解决有人机存在的人身安全隐患，将担当起应急物流的重任。
3、无人机应急物流主要需求体现在，一是航线开通的及时性；二是物流运输的能力；三是物流运输的可靠性。
二、总体方案
1、将具有自动驾驶仪的有人直升机改造为无人直升机。无人直升机应满足陆路或水路运输标准，以避免因使用空域的影响，耽误无人机及时到达救援现场。
2、在尽可能接近救援现场，并且陆路或水路可到达的位置，建立应急物流机场；在救援现场设立无人直升机的起降点。
3、在应急物流机场和无人机起降点之间，以移动通信系统为基础，采用伪卫星技术和航管雷达技术，建立无人机应急物流航线的航行管制系统。机场和起降点分别设立航管指挥中心和救援现场航管站。
4、无人直升机和救援物资通过陆路或水路运抵应急物流机场，无人机装载救援物资沿物流航线飞行，在无人机起降点降落并卸载。无人机航行时由航线航管系统保障航行管制。
5、鉴于人身安全的考虑，无人机不允许搭载人员。但在万分紧急的情况下，无人机可做为抢运危重伤病员的特殊应急措施。
三、无人机应急物流实施过程
1、应急响应
1）接到应急响应警报，无人机应急物流救援队应派先遣队迅速到达救援现场，使用无人机对救援区域进行航测，绘制区域地形地貌图。
2）根据救援区域地形图，确定并分别建立应急物流机场和现场起降点。设置救援区域航线气象站。
3）规划机场至起降点的物流航线。使用无人机对所规划的物流航线进行堪测，主要测试全球导航卫星系统导航信号连续性和可靠性，测试移动通信系统信号的覆盖率和传输速率。评估测试结果，有必要时重新规划物流航线。需要说明，不是所有救援地域都具有无人机应急物流条件，在规划航线不具备建立可靠的航管系统时，应该采取其他应急物流保障措施。
2、设置物流航线航管系统
1）根据航线堪测结果，分别在机场和起降点架设移动通信宏基站。对于航线较长或者通信信号受到遮挡干扰的航线，移动通信基站采用系留旋翼升空平台提高基站升空高度，保障全航线无人机数据链畅通连续。若有必要，还需要在航线沿途架设其他的基站。
2）根据航线堪测结果，若GNSS导航信号无法保障航线导航的连续性和可靠性，采用伪卫星技术，在机场和起降点基站，或者另外架设的基站，设置伪卫星保障导航的可靠性。在机场和起降点基站，可采用RTK技术设置辅助导航设备，以提高导航的精度。
3）若有必要，在机场和起降点基站应该架设一次航管雷达，以便对航线空域非协同空中目标实施航行管制。
4）航线航管系统建立完成后，使用无人机对全航线进行试飞，检测航线航管系统各项性能。满足基本性能即可开通物流运输。
3、物流航线管制
1）根据航管系统导航精度，物流航线至少划设两个高度层，往返航线分别在不同高度层飞行；同一高度层可调整无人机航行间隔，提高无人机运输密度。
2）物流无人机必须在航管系统注册，服从航管系统管制。无人机在航线航行以自主驾驶为主，通过移动通信基站向航管系统广播通报无人机状态信息。
3）无人机驾驶员应该时刻监视无人机飞行状态，必要时听从航管员的指令，适当遥控调整无人机飞行状态或者采用超视距驾驶方式驾驶无人机。无人机起降时，驾驶员应采用外控驾驶方式，在目视距离内控制无人机起降。
4）航线气象站应及时预报航线飞行气象情况，通报航线航管员和无人机驾驶员。
5）设置的一次航管雷达站，应密切监视航线空域内的空中目标，校验应急物流无人机的位置，及时报告非协同空中目标位置状况，提供航行告警服务。
四、性能评估
1、航线开通的及时性
航线及时开通主要取决于救援地区航线航管系统建设条件。
1）取决于救援地区移动通信基站的覆盖率。我国东南地区人口密集，现有基站覆盖率高，反之西北地区基站覆盖率较低。在无现有基站可利用的情况下，航线航管通信只能依赖于在机场和起降点两端临时架设的通过卫星传输入网的移动通信基站。
2）取决于地形地貌对GNSS导航信号的影响。山区、河流上游区域对导航信号有较大的遮挡，而湖泊、岛屿区域导航信号较为可靠。
3）按边远山区最困难情况估计，除不具备可靠航管条件外，采取得力措施，可以力争在应急响应24小时内开通无人机应急物流航线。
2、物流运输的能力
物流运输的能力主要取决于应急物流航线的航管效率。无人机在航线主要是自主驾驶飞行，如同地面的有轨交通，人为因素干扰小，保障好航线导航精度和导航可靠性，可大大减小无人机飞行间隔，提高航线空域的利用率。
3、物流运输的可靠性
物流运输的可靠性主要取决于无人直升机可靠性和航线航管系统可靠性。
1）无人直升机采用通过标准适航的有人直升机进行无人化改造，并应用于限定的隔离空域航线，对其适航认证可按特殊限用类适航标准进行，实际上简化了无人机设计制造难度，提高了无人机的可靠性。
2）航线航管系统的可靠性是保障运输可靠的关键，应用成熟的移动通信系统作为通信基础，采用伪卫星和RTK等技术提高导航的可靠性，由区域航空气象站提供气象保障，使航线中的无人机可以安全有序高效飞行。
4、要点小结
无人机应急物流预案要点：一是有人直升机无人化改造为无人直升机；二是采用伪卫星技术提高导航的可靠性；三是以移动通信系统为基础快速建立无人机应急物流航线的航管系统。
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