实验大气科学在大气化学领域蓬勃发展。在过去四年中,在 Greg Kok 的领导下,ATD 已能够在研究航空设施中开展大量开发工作,以进行基本的现场测量。在 Joost Businger、Tom Horst、Tony Delany、Vim Kosiek、Steve On-cley 等人的领导下,地面和探测系统设施最近完成了大气表面湍流交换研究 (ASTER) 设施的第一阶段开发。如果 ATD 设施要满足化学和相关全球变化社区的合法需求,这些良好的开端必须得到扩展和拓宽。可变成分分析和远程通量估计是位于地面和机载平台上的新仪器的候选领域。获得一架高性能中型喷气式飞机是绝对必要的,因为它是开展与全球气候变化相关的过程研究的许多测量的基础。
本文介绍了为麻省理工学院林肯实验室开发的机载平台相位干涉测向系统的开发。相位干涉仪使用相位差来确定接收信号的到达角 (AoA),但无法区分超过一个周期的相位差,从而导致相位模糊。该团队利用三个天线来解决相位模糊问题,并能够在包括 170 ◦ 视场的真实噪声模型的模拟中将 X 波段接收电磁信号的方位角 AoA 确定在 ± 0.1 ◦ 以内。使用基于 FPGA 的板子实现了原型,该板子用于数据采集,通过 USB 连接到 PC 进行分析,该 PC 通过 TCP 连接连接到另一台 PC 进行跟踪和显示。硬件只能使用两个通道。此限制导致 AoA 计算中的解决方案不明确。该团队为系统开发了一个图形用户界面,以向系统操作员显示结果。
HPM 武器可为作战指挥官提供独特的能力,使用可扩展效果武器打击多个目标,适用于各种作战任务。在增强动能武器的使用的同时,HIJENKS 将通过集成在先进机载平台上的新型 HPM 有效载荷,创建打击受附带动能伤害问题限制的目标的选项,从而提供额外的能力。HIJENKS 计划利用最先进的组件和技术,代表了国防部 (DoD) 内最先进的 HPM 系统。HPM 武器在特定频谱的无线电和微波频率内产生不可见的电磁能量束,可对电子目标造成一系列暂时或永久的影响。例子包括非动能禁用计算机系统、损坏目标电子设备、破坏安全和工业控制系统等。HPM 武器的电磁能量可以通过发射或接收元件(如天线)直接耦合到电子目标,或通过孔径或电缆入口点(例如裂缝、接缝、外部电线)间接耦合到电子目标。目标电路中可能会产生电流和电压,从而导致错误信号、系统锁定、系统故障和/或物理损坏。
网络安全风险管理旨在将组织运行和使用信息系统的风险降低到可接受的水平 (Whitman 和 Mattord,2014)。然而,随着信息系统变得越来越互联和复杂,针对这些系统的风险也变得越来越复杂 (Chivers 等人,2009)。也许在航空安全的不断发展的性质中更是如此,航空安全传统上侧重于飞机安全和非依赖性地面基础设施安全 (Asgari 等人,2017)。然而,在综合飞机通信、电力、能源、定位和卫星系统等机载平台的开发中,依赖性越来越强,这带来了复杂性,同样,这也可能使空中交通管理 (ATM) 系统面临新型安全相关挑战和风险 (Asgari 等人,2016;Bergomi 等人,2013)。 ATM 系统对航空安全至关重要,可确保飞机之间以及与地面物体之间有足够的距离 (Nie et al., 2009)。因此,ATM 系统基础设施和系统本身必须经过多个验证周期,以确保技术准备水平和安全要求 (Stelkens- Kobsch et al., 2017)。虽然 ATM 系统的设计、实施和操作的安全程序已经完善,
美国宇航局的自主模块化扫描仪 (AMS) – 野火传感器:从机载平台改进野火观测 V. Ambrosia a, *, J. Myers b , E. Hildum b a 加州州立大学 - 蒙特利湾 / 美国宇航局艾姆斯研究中心,美国加利福尼亚州莫菲特菲尔德 - vincent.g.ambrosia@nasa.gov b 大学附属研究中心 (UARC),美国宇航局艾姆斯研究中心,美国加利福尼亚州莫菲特菲尔德。– jeffrey.s.myers@nasa.gov, edward.a.hildum@nasa.gov 摘要 - 美国宇航局自主模块化扫描仪 (AMS) – 野火传感器是一种机载 16 波段线扫描仪,其通道位于 VIS-IR-MIR-TIR 光谱区域。四个 AMS 热通道复制了两个拟议的 NPOESS VIIRS 通道的光谱带通区域,并可以更好地辨别野火情况。AMS 已在一系列有人驾驶和无人驾驶飞机上运行,包括 NASA Ikhana UAS。机载处理器允许从光谱数据中获取近实时的 2 级产品,并通过卫星链路发送给地面调查人员。自 2006 年以来,AMS- Wildfire 仪器已在美国西部广泛飞行,为灾害管理人员提供实时火灾产品,这些产品可定义热点、活跃火灾、阴燃和火灾后情况。在 2007-2010 年的活动期间,AMS 通过在野火事件上同时收集 MODIS 数据来支持卫星校准和验证工作。这些测量提高了人们对卫星观测的理解,并重新将重点放在 AMS 传感器上,作为一种能够得出关键火灾参数的仪器,以便更好地推断野火的热特性。借助 AMS 仪器的高空间、时间和辐射测量能力,可以更好地辨别火灾特性。机载平台提供的“持续”能力允许对火灾特性进行时间观察,而不是卫星系统提供的单一观察。将重点介绍 AMS 的运营、成功的任务以及未来用于支持火灾科学界和灾害管理界的计划。1 关键词:NASA、AMS、UAS、野火、VIS-IR-MIR-TIR 1.简介 自主模块化扫描仪 (AMS) - WILDFIRE 传感器是一种多用途 NASA 设施传感器系统和模块化 UAS 系统,供科学和应用界使用。AMS 扫描仪由具有三个配置光学头的 Daedalus AADS-1268 扫描系统组成。该配置主要在 NASA ER-2 高空飞机平台上飞行。其中一种配置是专题制图模拟器 (TMS),用于土地覆盖研究,也用于野火成像。新的 AMS 被重新配置为具有类似扫描头的全功能 UAS 兼容传感器 * 通讯作者。
美国宇航局的自主模块化扫描仪 (AMS) – 野火传感器:从机载平台改进野火观测 V. Ambrosia a, *, J. Myers b , E. Hildum b a 加州州立大学 - 蒙特利湾 / 美国宇航局艾姆斯研究中心,美国加利福尼亚州莫菲特菲尔德 - vincent.g.ambrosia@nasa.gov b 大学附属研究中心 (UARC),美国宇航局艾姆斯研究中心,美国加利福尼亚州莫菲特菲尔德。– jeffrey.s.myers@nasa.gov, edward.a.hildum@nasa.gov 摘要 - 美国宇航局自主模块化扫描仪 (AMS) – 野火传感器是一种机载 16 波段线扫描仪,其通道位于 VIS-IR-MIR-TIR 光谱区域。四个 AMS 热通道复制了两个拟议的 NPOESS VIIRS 通道的光谱带通区域,并可以更好地辨别野火情况。AMS 已在一系列有人驾驶和无人驾驶飞机上运行,包括 NASA Ikhana UAS。机载处理器允许从光谱数据中获取近实时的 2 级产品,并通过卫星链路发送给地面调查人员。自 2006 年以来,AMS- Wildfire 仪器已在美国西部广泛飞行,为灾害管理人员提供实时火灾产品,这些产品可定义热点、活跃火灾、阴燃和火灾后情况。在 2007-2010 年的活动期间,AMS 通过在野火事件上同时收集 MODIS 数据来支持卫星校准和验证工作。这些测量提高了人们对卫星观测的理解,并重新将重点放在 AMS 传感器上,作为一种能够得出关键火灾参数的仪器,以便更好地推断野火的热特性。借助 AMS 仪器的高空间、时间和辐射测量能力,可以更好地辨别火灾特性。机载平台提供的“持续”能力允许对火灾特性进行时间观察,而不是卫星系统提供的单一观察。将重点介绍 AMS 的运营、成功的任务以及未来用于支持火灾科学界和灾害管理界的计划。1 关键词:NASA、AMS、UAS、野火、VIS-IR-MIR-TIR 1.简介 自主模块化扫描仪 (AMS) - WILDFIRE 传感器是一种多用途 NASA 设施传感器系统和模块化 UAS 系统,供科学和应用界使用。AMS 扫描仪由具有三个配置光学头的 Daedalus AADS-1268 扫描系统组成。该配置主要在 NASA ER-2 高空飞机平台上飞行。其中一种配置是专题制图模拟器 (TMS),用于土地覆盖研究,也用于野火成像。新的 AMS 被重新配置为具有类似扫描头的全功能 UAS 兼容传感器 * 通讯作者。
摘要 — 本文报告了从快速机载平台到地面站的高速率自由空间光通信下行链路的演示。所用的飞行平台是 Panavia Tornado,激光通信终端安装在附加的航空电子演示吊舱中。配备自由空间接收器前端的可移动光学地面站用作接收站。选择的通信下行链路波长和信标激光的上行链路波长与 C 波段 DWDM 网格兼容。开发了新的光机跟踪系统,并将其应用于两侧,以实现链路捕获和稳定。飞行测试于 2013 年 11 月底在德国曼奇的空中客车防务与航天公司附近进行。该活动成功展示了数据速率为 1.25 Gbit/s 的飞机下行链路激光通信的成熟度和准备就绪性。我们根据链路预算评估、开发的光机终端技术和飞行活动的结果概述了实验设计。试验本身侧重于机载终端和地面站的跟踪性能。可在飞机速度高达 0.7 马赫时测量性能,并传输来自机载摄像机的视频数据。在瞬时跟踪误差分别低于 60 μ rad 和 40 μ rad 时,机载终端和地面站的跟踪精度高达 20 μ rad rms。
推扫式传感器 2000 年,徕卡公司首次推出了用于测绘的推扫式传感器,其应用范围不断扩大,重点是大面积正射影像镶嵌。在获取高质量、几何一致且稳健的影像方面,推扫式方法存在许多有据可查的缺点,这是因为成像质量和动态范围与机载平台的速度直接相关。推扫式捕获像素的有效覆盖范围形状也会随地速和高度而变化。最后,推扫式影像没有固有的几何强度,完全依赖于对机载 GPS 和 IMU 数据和时间的复杂处理,以生成可用于公制应用的影像。电子和处理方面的改进可以尽量减少但不能完全消除这些固有的挑战。推扫式传感器在市场上仍然很活跃,但主要用于正射影像镶嵌项目,在这些项目中,效率和摄影测量精度并不是最重要或最重要的因素。即使是曾经捍卫推扫式技术的供应商现在也认识到了取景传感器的优势,并同时提供这两种传感器。推扫式技术的基本限制是无法在不影响图像质量的情况下,在广泛的飞行高度和条件下提供灵活性和曝光控制。
航空系统标准办公室 (AVN) 维护和运营一支飞机机队,用于对导航辅助设备进行飞行检查并验证进近程序。飞机按照 FAA 批准的通用维护手册 (GMM) 进行维护,并按照联邦航空法规 (FAR) 第 135 部分进行操作。随着新导航技术的开发和实施到美国国家航空系统 (NAS),许多独特且具有挑战性的飞机集成问题随之出现。为了应对这些挑战,AVN 按照 FAR 第 21 部分维护第 145 部分维修站证书和指定改装站 (DAS) 证书。DAS 由工程、质量保证和飞行测试飞行员组成。他们的主要职责是为 AVN 飞行检查飞行员和技术人员提供机载平台,以评估太空信号和批准程序。本文将讨论 AVN 飞行检查飞机的近期和预期集成问题。需要集成的开发技术包括增强型全球定位系统 (GPS)(包括空间和地面)、区域导航 (RNAV) 和垂直导航 (VNAV)。顶层框图将显示广域增强系统 (WAAS) 和局域增强系统 (LAAS) 传感器、自动飞行检查系统 (AFIS) 和驾驶舱航空电子系统的连接。很多时候,AVN 需要在现成设备可用之前和发布技术标准订单 (TSO) 之前进行飞行检查程序,这些程序要求安装航空电子设备。这通常需要一架配备最新航空电子设备的飞机,而这可能难以认证是否适合在第 135 部分环境中运行。FAA 咨询通告 (AC) 和其他指导材料通常仅为草案形式。
摘要:CDL(通用数据链)是美国军方在机载平台上进行情报监视与侦察 (ISR) 的标准通信波形。为支持这一标准,军方拥有众多空中、海上和地面 CDL 系统用于战区连接。当前 CONOPS 缺少的是可以将其战术 ISR 数据直接带入战区的太空资产,以便进行响应式任务分配和收集。随着太空 CDL 设计的出现,我们可以将实时战术数据带入现有的战区地面站。将太空图像从直接任务中带入战区是一项壮举,即使是大型卫星也从未做到过。战区内卫星图像概念将在 2005 年底使用经过修改的机载合格 CDL 通信系统,通过小型卫星演示进行测试,实现 CDL 波形。太空合格 CDL 设计最大程度地利用了 L-3 机载设计,但 L-3 设计的几个方面必须针对太空应用和操作进行更改。零件选择本身就是我们设计方法的重要驱动因素。将最先进的高数据速率通信机载设计迁移到太空并非易事,因为批准的零件清单非常有限。L-3 还利用 CTX-886 空间发射器进行所有非基带设计部分。L-3 设计的成功与我们现有的机载设计相比,大大节省了功耗、重量和体积;功耗降低 58%,重量减少 45%,体积减少 73%。硬件的其他设计增强功能包括: • 无需软件控制即可运行 • 上行链路和下行链路的独立电源 • 由机载处理器或地面站控制 • 耐辐射组件 本文还将讨论性能、硬件和特性。