Unmanned Aircraft System Traffic Management
無人機系統交通管理
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NASA 正在努力將無人機安全地整合到低空空域。
有沒有想過未來五到十年的天空會是什麼樣子？你能想像在陽光明媚的日子裡走上陽台，看到無人機嗡嗡作響嗎？他們可以將食物和貨物送到家門口，在後院徘徊以供家庭娛樂或在高速公路上進行交通監控。到 2021 年，超過 873,000 架無人機系統（稱為 UAS，但通常被稱為無人機）在美國註冊飛行——而且它們的數量正在迅速增加。許多人對空域如此大的變化將如何影響我們的生活和安全存有疑問。
美國太空總署位於加利福尼亞矽谷的艾姆斯研究中心著手創建一個研究平台，該平台將幫助管理大量低空飛行的無人機以及其他空域用戶。被稱為 UAS 交通管理或 UTM，目標是創建一個系統，可以將無人機安全有效地集成到已經在低空空域飛行的空中交通中。這樣一來，包裹遞送和有趣的飛行就不會干擾直升機、飛機、附近的機場，甚至是急救人員正在駕駛幫助拯救生命的安全無人機。
該系統與美國聯邦航空管理局用於當今商用飛機的空中交通管制系統略有不同。 UTM 基於每個用戶計劃的航班詳細資訊的數位共享。與當今空中交通管制中發生的情況不同，每個用戶都將對空域有相同的態勢感知。多年的 UTM 項目延續了 NASA 與 FAA 的長期關係。在整個合作過程中，艾姆斯一直為該機構提供研究、開發和測試服務，並在現實世界中投入使用。 NASA 與致力於研究和開發該平台的各行業、學術界和政府機構的 100 多個合作夥伴一起領導了 UTM 項目。
研究是如何進行的？
在美國太空總署無人駕駛飛機系統交通管理項目的試航測試中，無人機在內華達州里諾上空飛行
在內華達州里諾市中心飛行的無人機，在美國太空總署無人機系統交通管理項目或 UTM 的試航測試中。飛行測試的最後階段，即技術能力級別 4，於 2019 年 5 月至 2019 年 8 月進行，研究了 UTM 系統如何將無人機整合到城市地區。
學分：美國國家航空航太局/多米尼克哈特
UTM 研究分為四個階段，稱為 TCL，技術能力水平，每個階段都在增加複雜性，並具有特定的技術目標，這些目標有助於隨著研究的進展展示系統。
TCL1：於 2015 年 8 月完成並作為平台的起點，研究人員進行了現場測試，以解決無人機如何用於農業、消防和基礎設施監測的問題。研究人員還努力結合不同的技術來幫助安全飛行無人機，例如調度和地理圍欄，這將飛行限制在指定區域。
TCL2：於 2016 年 10 月完成，重點監控在人口稀少地區飛行的無人機，在這些地區，操作員實際上無法看到他們正在飛行的無人機。研究人員測試了對無人機可以飛行的區域進行動態調整，以及由於搜索和救援或與小型飛機失去通信而清理空域的技術。
TCL3：在 2018 年春季進行，該級別專注於創建和測試有助於保持無人機安全間隔並在指定區域飛行的技術。該技術允許 UAS 檢測並避開其他無人機在人口密度適中的地區上空。
TCL4：從 5 月到 2019 年 8 月，最終關卡展示了 UTM 系統如何將無人機整合到城市地區。隨著人口的增加，城市景觀也面臨著自己的挑戰：需要避開的障礙更多、特定的天氣和風況、視線減少、無線電通信能力降低以及安全著陸點減少。 TCL4 使用無人機和地面上的 UTM 系統和技術測試了解決這些障礙的新方法。其中包括將更本地化的天氣預報納入飛行計劃，使用手機網絡加強無人機交通通信，並依靠攝像頭、雷達和其他「觀察」方式確保無人機能夠在需要時繞過建築物和著陸 —— 同時與其他人進行通信無人機和 UTM 系統的用戶。
UTM 團隊發明了一種全新的空域管理方式：一種空中交通管理方式，從政府到商業行業的多方合作提供服務。 UTM 的研究成果逐漸轉移到 FAA，FAA 繼續測試並與行業合作夥伴一起實施該系統。到 2021 年 5 月該項目正式結束時，已經出現了一些努力將這一研究方向推向其他領域，包括管理為我們的城市設想的飛行出租車的交通，以及目前尚未在非常高的高度飛行的噴氣式飛機甚至氣球，被傳統的空中交通管理所覆蓋。
研究和監管機構之間的這種夥伴關係，以及數千名專家和用戶的投入，將為未來互聯互通的天空奠定基礎。無人機將通過執行對人類來說過於危險、骯髒或沉悶的工作來提供許多好處，而美國太空總署正在幫助導航到那個未來。
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