W ostatnim czasie daje się zauważyć gwałtowny wzrost zainteresowania tematyką bezzałogowych platform latających (BPL), jest to spowodowane coraz powszechniejszym dostępem do tego typu gotowych obiektów oraz coraz większą liczbą otwartych rozwiązań, które często służą jako podstawa do budowania takiego systemu. Ze względu na fakt, iż coraz więcej osób (gdzie znaczną większość stanowią amatorzy) buduje a następnie obsługuje BPL, zasadne zaczyna być pytanie o bezpieczeństwo ich użytkowania. W prezentacji zostanie przedstawiona analiza kodu źródłowego najpopularniejszych otwartych rozwiązań. Analiza dotyczyć będzie zarówno zagadnienia komunikacji, poprawności implementacji, zastosowanych algorytmów regulacji oraz przetwarzania danych pomiarowych.
Prezentacja jest zorganizowana w następujący sposób: na początku przedstawione zostaną podstawowe pojęcia związane z platformami bezzałogowymi, ich charakterystyka, podstawowe oprzyrządowanie oraz obecne trendy rozwojowe. Następnie zaproponowany będzie zestaw warunków bez spełnienia których system bezzałogowy nie będzie można uważać za bezpieczny. Pod kątem tych warunków zostanie przeprowadzona analiza kodu najpopularniejszych otwartych rozwiązań, wraz z przedstawieniem możliwych ataków mogących być przeprowadzonych przeciwko BPL opartej na danym rozwiązaniu. Prezentacja zostanie zakończona przykładowym zestawem testów jakie naszym zdaniem powinien przejść system nim zostanie uznany za bezpieczny.
W ostatnim czasie daje się zauważyć gwałtowny wzrost zainteresowania tematyką bezzałogowych platform latających (BPL), jest to spowodowane coraz powszechniejszym dostępem do tego typu gotowych obiektów oraz coraz większą liczbą otwartych rozwiązań, które często służą jako podstawa do budowania takiego systemu. Ze względu na fakt, iż coraz więcej osób (gdzie znaczną większość stanowią amatorzy) buduje a następnie obsługuje BPL, zasadne zaczyna być pytanie o bezpieczeństwo ich użytkowania. W prezentacji zostanie przedstawiona analiza kodu źródłowego najpopularniejszych otwartych rozwiązań. Analiza dotyczyć będzie zarówno zagadnienia komunikacji, poprawności implementacji, zastosowanych algorytmów regulacji oraz przetwarzania danych pomiarowych.
Prezentacja jest zorganizowana w następujący sposób: na początku przedstawione zostaną podstawowe pojęcia związane z platformami bezzałogowymi, ich charakterystyka, podstawowe oprzyrządowanie oraz obecne trendy rozwojowe. Następnie zaproponowany będzie zestaw warunków bez spełnienia których system bezzałogowy nie będzie można uważać za bezpieczny. Pod kątem tych warunków zostanie przeprowadzona analiza kodu najpopularniejszych otwartych rozwiązań, wraz z przedstawieniem możliwych ataków mogących być przeprowadzonych przeciwko BPL opartej na danym rozwiązaniu. Prezentacja zostanie zakończona przykładowym zestawem testów jakie naszym zdaniem powinien przejść system nim zostanie uznany za bezpieczny.
2. Utrata kontroli
Konsekwencje braku przekazania informacji służbom o ucieczce naszego BSP:
• Art. 174. KK
§ 1. Kto sprowadza bezpośrednie niebezpieczeństwo katastrofy w ruchu (…)
powietrznym, podlega karze
pozbawienia wolności od 6 miesięcy do lat 8.
• Art. 177. KK
§ 1. Kto, naruszając, chociażby nieumyślnie, zasady bezpieczeństwa w ruchu
(…) powietrznym, powoduje nieumyślnie wypadek, w którym inna osoba
odniosła obrażenia ciała określone w art. 157 § 1,podlega karze
pozbawienia wolności do lat 3.
M.in. dlatego nie warto oszczędzać na ubezpieczeniu OC, nawet przy lotach
rekreacyjnych i sportowych
2020-07-16 BEZPIECZEŃSTWO WYKONYWANIA LOTÓW 2
3. Utrata kontroli
W przypadku utraty kontroli nad BSP należy powiadomić:
2020-07-16 BEZPIECZEŃSTWO WYKONYWANIA LOTÓW 3
MCTR, CTR wieżę danego (M)CTR
ATZ zarządzającego strefą – najczęściej
aeroklub i FIS
D, P, R zarządzającego strefą i FIS
W pobliżu każdej innej strefy odpowiedni FIS
Przestrzeń klasy G odpowiedni FIS
4. Utrata kontroli
W przypadku utraty kontroli nad BSP należy:
• próbować odzyskać kontrolę poprzez:
- nakierowanie nadajnika w stronę BSP,
- włączenie systemu Fail Safe (RTH);
Jeżeli BSP nie zareaguje, należy podać następujące informacje do
odpowiednich służb ATS:
• ostatnia znana lokalizacja;
• godzina utraty kontroli;
• szacunkowy czas lotu na pozostałej baterii;
• wysokość, kierunek i prędkość ucieczki;
Jeżeli w międzyczasie odzyskano kontrolę nad BSP lub urządzenie
powróciło – należy powiadomić o tym fakcie odpowiednie służby
ATS.
2020-07-16 BEZPIECZEŃSTWO WYKONYWANIA LOTÓW 4
5. Postępowanie w przypadku zerwania łączności
nadajnik – BSP
2020-07-16 BUDOWA BSP 5
W przypadku informacji o słabym sygnale połączenia nadajnika (Tx) i BSP (Rx):
• nakierować nadajnik w stronę ostatniej pozycji urządzenia;
• zmienić ustawienie anten nadajnika
• rozpocząć manualny powrót BSP;
• jeżeli nie reaguje – włączyć RTH;
W przypadku utraty łączności kontrolera z BSP:
• nakierować nadajnik w stronę ostatniej pozycji urządzenia;
• nacisnąć RTH i obserwować powrót urządzenia
W przypadku braku odzyskania łączności i „ucieczki” BSP – natychmiast powiadomić
odpowiednie służby kontroli i informacji ruchu lotniczego (FIS, TWR, ASM3)
6. Zasada działania RTH
2020-07-16 BUDOWA BSP 6
• RTH – Return to Home Wysokość na jakiej BSP ma wracać do miejsca startu, aby uniknąć
zderzenia z przeszkodami na jego drodze powrotu.
• OBOWIĄZKOWO - przed każdym lotem sprawdź ustawienie wysokości RTH.
Ustalanie wysokości RTH
= wysokość najwyższej
przeszkody w zasięgu
widzialności
powiększona o 20-30m
(dla zachowania
marginesu
bezpieczeństwa);
Ustawiana z poziomu
aplikacji;
7. Zasady pierwszeństwa lotów
• Przepisy wykonywania lotów określa Załącznik 2 Konwencji o
międzynarodowym lotnictwie cywilnym ICAO;
• Dowódca statku powietrznego (w BSP – operator / pilot) jest
odpowiedzialny za (…) znajomość przepisów zapewniających
bezpieczeństwo wszystkim użytkownikom przestrzeni powietrznej;
• Statek powietrzny nie powinien zbliżać się do innego na taką
odległość w której może grozić niebezpieczeństwo kolizji;
• Statek powietrzny powinien unikać przelatywania nad pod lub
przed innym statkiem powietrznym;
• Statek powietrzny będący niżej, a także podchodzący do
lądowania ma zawsze pierwszeństwo;
• Statek o mniejszej zdolności manewrowania ma pierwszeństwo
przed bardziej manewrowym;
2020-07-16 BEZPIECZEŃSTWO WYKONYWANIA LOTÓW 7
8. Zasady pierwszeństwa lotów
2020-07-16 BEZPIECZEŃSTWO WYKONYWANIA LOTÓW 8
MOTOLOTNIA / PARALOTNIA
BEZZAŁOGOWY STATEK POWIETRZNY
ŚMIGŁOWIEC / WIATRAKOWIEC
SAMOLOT
LPR (HEMS)
BALON
SPADOCHRON
LOTNIA
STEROWIEC
ZESTAW SZYBOWIEC + SAMOLOT
Loty Lotniczego Pogotowia Ratunkowego
mają ZAWSZE pierwszeństwo w przestrzeni
powietrznej!!!
Statek bez silnika ma pierwszeństwo nad
silnikowym
Statek z silnikiem jest z zasady bardziej
manewrowy niż bez silnika
BSP zawsze ustępuje każdemu
użytkownikowi przestrzeni powietrznej
9. Kurs kolizyjny
• BSP bez pierwszeństwa
wykonuje manewr:
„W PRAWO I W DÓŁ”
BSP z pierwszeństwem nie
zmienia kursu
2020-07-16 BEZPIECZEŃSTWO WYKONYWANIA LOTÓW 9
• Oba BSP na kolizyjnym:
OBA WYKONUJĄ MANEWR „W PRAWO I
W DÓŁ”
Można wykonać inny manewr jeżeli sytuacja na to
pozwala a jego wykonanie nie spowoduje większego
zagrożenia bezpieczeństwa, lub pozwoli go uniknąć
10. Awaria układu napędowego
• Układ napędowy = ESC + BLDC + śmigło
Quadrocopter
• Awaria jednego z elementów = wypadek;
• Należy w miarę możliwości skierować BSP na
teren bezpieczny: łąkę, trawnik, etc.;
• Jeżeli jest możliwość – wyłączyć napędy jeszcze
w locie;
• Stosować systemy spadochronów jeżeli
możliwe;
Hexa -, octocopter
• możliwe jest bezpieczne lądowanie z jednym a
nawet dwoma uszkodzonymi napędami
PRZED lotem:
• Dokładnie sprawdź stan śmigieł i ich montaż
• Sprawdź stan silników
• Reaguj na informacje w aplikacji
2020-07-16 BEZPIECZEŃSTWO WYKONYWANIA LOTÓW 10
Wyłączenie układu napędowego DJI
Phantom w locie polega na:
- lewy drążek – w prawo i w dół
- jednocześnie przytrzymać przycisk
RTH;
Ta funkcja powinna być odblokowana
przed startem w aplikacji
Źródło: opracowanie własne
11. Wybór miejsca startu i lądowania
• Stosować maty – lądowiska;
• Z dala od wysokich obiektów (budynki, drzewa, słupy,
etc.)
• Słońce z tyłu bądź z boku;
• Wiatr w plecy operatora;
• Odgrodzenie lądowiska od osób postronnych;
• Przed startem i lądowaniem rozejrzeć się czy nikt
postronny nie przechodzi w bezpośredniej odległości
od BSP;
2020-07-16 BEZPIECZEŃSTWO WYKONYWANIA LOTÓW 11
12. Wybór miejsca startu i lądowania
2020-07-16 BEZPIECZEŃSTWO WYKONYWANIA LOTÓW 12
Źródło: opracowanie własne
13. Kp indeks
• Zakłócenia te wpływają
na prawidłowe
funkcjonowanie
systemów GNSS.
Powodują zmianę czasu
przepływu sygnałów z
satelitów do
odbiorników. Sygnał jest
opóźniony o niemożliwy
do przewidzenia czas.
Wpływa to na
dokładność pomiaru.
• Błąd pomiaru może
wynieść od kilku do
nawet kilkuset metrów.
2020-07-16 BEZPIECZEŃSTWO WYKONYWANIA LOTÓW 13
• Współczynnik charakteryzujący stopień zakłócenia pola magnetycznego Ziemi wskutek
występowania wiatru słonecznego w jonosferze.
• Wiatr słoneczny spowodowany jest wybuchami na Słońcu.
• Burze magnetyczne nie są powiązane z typowymi zjawiskami pogodowymi;
Źródło: https://www.nasa.gov/
14. Kp indeks
• Indeks Kp jest określany w 10-stopniowej skali:
2020-07-16 BEZPIECZEŃSTWO WYKONYWANIA LOTÓW 14
0 – 3 (cisza) - Można bezpiecznie latać
4 (podwyższona
aktywność)
- Należy zachować bezpieczeństwo;
- Latać w trybie ATTI (wyłączony GPS)
5 – 9 (burza
magnetyczna)
- Duże prawdopodobieństwo wystąpienia zakłóceń GPS;
- Nie realizować lotów, jeśli to nie jest konieczne
• Indeks Kp można sprawdzić w sieci (np.
https://www.spaceweatherlive.com/) lub w
aplikacji DroneRadar
• Efektem burz magnetycznych są zorze polarne
Źródło: https://www.express.co.uk/
15. Podczas planowania misji weź pod uwagę prognozowaną pogodę w miejscu lotu;
Korzystaj z aplikacji pogodowych;
Sprawdź:
• temperaturę;
• wilgotność;
• temperaturę punktu rosy;
• siłę i kierunek wiatru;
• ciśnienie i jego wahania;
• indeks Kp;
• możliwość wystąpienia opadów, mgieł, ograniczenia widoczności;
• pułap chmur;
Przewiduj wysokość lotu: na każde 100m wysokości następuje spadek 0,6C
2020-07-16 BEZPIECZEŃSTWO WYKONYWANIA LOTÓW 15
Warunki meteo w lotach VLOS
Zapamiętaj zamieszczone w instrukcji obsługi
dane techniczne użytkowanego BSP. Nie
przekraczaj wartości tam zawartych, głównie:
- zakresu temperatur;
- siły wiatru
16. Aplikacje pogodowe np.:
• http://awiacja.imgw.pl/
• http://www.meteo.pl/
• https://www.uavforecast.com/
• Używa się czasu UTC;
Rodzaje depesz meteo:
• METAR – okresowa depesza rutynowa
o sytuacji meteo dla danego obszaru
lotniska;
• TAF – 12-godzinna prognoza dla
obszaru lotniska – DOBRA DLA LOTÓW
BSP WYKONYWANYCH W OKOLICACH
LOTNISK.
2020-07-16 BEZPIECZEŃSTWO WYKONYWANIA LOTÓW 16
Warunki meteo w lotach VLOS
• GAMET – prognoza dla danego obszaru, przeznaczona dla lotów na małych
wysokościach. Zawiera m.in. info o czasie obowiązywania oraz maksymalnej wysokości
obowiązywania. – NAJLEPSZA DLA LOTÓW BSP
Przykładowy GAMET…. Źródło:
http://awiacja.imgw.pl/index.php?product=gamet#
…. i jak go rozszyfrować :
https://dlapilota.pl/files/upld/2kody_i_skroty.pdf
17. Warunki meteo w lotach VLOS
Punkt rosy - temperatura, w której para wodna zawarta w powietrzu osiąga na
skutek schładzania stan nasycenia, a poniżej tej temperatury staje się przesycona i
skrapla się lub resublimuje. W momencie osiągnięcia stanu nasycenia
powstają mgły, chmury, opady oraz opady utajone (rosa, gołoledź, szadź, szron,
rosa).
2020-07-16 BEZPIECZEŃSTWO WYKONYWANIA LOTÓW 17
Źródło: http://www.swiatdronow.pl/
Resublimacja –
bezpośrednie przejście ze
stanu gazowego w stan
stały, z pominięciem
gazowego; Bardzo
niebezpieczne zjawisko
powodujące przy dużej
wilgotności i niskiej
temperaturze oblodzenie na
śmigłach BSP;
18. Opad konwekcyjny – powodowany wznoszeniem nagrzanego od
podłoża wilgotnego powietrza i tworzeniem się ośrodka niskiego
ciśnienia przy powierzchni ziemi.
2020-07-16 BEZPIECZEŃSTWO WYKONYWANIA LOTÓW 18
Warunki meteo w lotach VLOS
Cumulonimbus. Źródło: https://pl.wikipedia.org/
• powstaje z chmury
cumulonimbus (Cb);
• czas trwania opadu: od kilku
do kilkudziesięciu minut;
• natężenie zmienne w czasie;
• opad rozciąga się na obszarze
kilku do kilkudziesięciu
kilometrów;
• W obszarze chmury znajdują
się miejsca w których nie
występuje opad.
19. 2020-07-16 BEZPIECZEŃSTWO WYKONYWANIA LOTÓW 19
Warunki meteo w lotach VLOS - zagrożenia
mgła - ograniczona widoczność
- spadek zasięgu łączności Tx-Rx
opady (śnieg,
deszcz)
- ograniczona widoczność
- uszkodzenia elektroniki
burza - silny wiatr,
- wyładowania atmosferyczne
- utrata GPS
- zakłócenia transmisji Tx-Rx
niska
temperatura
- uszkodzenia li-po
- oblodzenie śmigieł
wysoka
temperatura
- rozmagnesowanie BLDC
- przegrzewanie się układów
elektronicznych
Wiatr - problemy z utrzymaniem pozycji BSP
Zachmurzenie - opady
- utrata GPS
Nimbostratus Źródło: https://pl.wikipedia.org/
Nimbostratus (Ns) – chmura
deszczowa. Ciemnoszara, jednolita
warstwa, całkowicie zasłania niebo. Przynosi ciągłe i długotrwałe opady. Niska podstawa
chmur (200-500m). Całkowicie zasłania słońce – NIE SPRZYJA LOTOM BSP