نقش مخابرات ماهواره‌ای در هدایت پهپاد

کاربرد پهپادها طی سال‌های اخیر افزایش قابل‌توجهی یافته است که از استفاده برای سرگرمی‌های ساده گرفته تا خدمات پزشکی اورژانسی پیچیده را شامل می‌شود. یکی از واضح‌ترین و در‌عین‌حال حیاتی‌ترین عملکردهای پهپاد، توانایی آن‌ها برای فعالیت در شرایط اضطراری است؛ جایی‌که دخالت مستقیم افراد، خطرناک یا به‌لحاظ هزینه‌ای گران است. برای برقراری ارتباط از راه دور خلبان با پهپاد به یک لینک ارتباطی بی‌سیم به‌صورت در لحظه نیاز است. حتی در کاربردهای تجاری یا تفریحی، پهپاد برای ناوبری دقیق و ایمنی باید هدایت شود و بر اساس نوع ماموریت آن، نیازهای شبکه و کیفیت خدمات (QoS) ممکن است متفاوت باشد.

اپراتورها پهپاد را از طریق ایستگاه‌های کنترل زمینی هدایت می‌کنند که می‌تواند توسط یک هدایت‌گر دستی کوچک انجام شود و یا از طریق فناوری ماهواره و از اتاق فرمان صورت پذیرد. یک پهپاد از طریق لینک داده به یک خلبان روی زمین متصل است. خلبان پهپاد را هدایت می‌کند و ممکن است با کنترل ترافیک هوایی (ATC) ارتباط بگیرد. منظور از لینک داده، ارتباط میان خلبان و پهپاد است؛ جایی‌که خلبان ممکن است دسترسی مستقیم به پهپاد داشته باشد یا آن را به‌صورت غیرمستقیم و از طریق شبکه‌ای از لینک‌های داده مانند ارتباطات سلولی یا ماهواره‌ای هدایت کند. در این مقاله به ارائه جزئیاتی از نحوه هدایت هواپیماهای بدون سرنشین توسط ماهواره‌ها می‌پردازیم.

ارتباطات ماهواره‌ای، راهی موثر برای هدایت پهپاد

مطابق تخمین شرکت انجمن صنایع هوافضا (AIA) آمریکا سالانه بیش از یک میلیون ساعت پرواز بدون سرنشین در ایالات متحده انجام می‌شود که پیش‌بینی‌ها حاکی از افزایش این میزان در آینده است. براین‌اساس، ارتباطات ماهواره‌ای (SATCOM) به هموار کردن راه برای پرواز پهپادها در حریم هوایی کشورها کمک می‌کند. ارتباطات ماهواره‌ای یک لینک انتقال داده از طریق ماهواره‌ها در مدارهای مختلف است. اما چه مزایایی موجب روی آوردن به فناوری ماهواره برای هدایت پهپادها شده است و آیا این امر معایبی هم دارد؟

مزایا و معایب ارتباطات ماهواره‌ای برای هدایت پهپاد

• مزایا

ارتباطات ماهواره‌ای به خلبان اجازه می‌دهد تا پهپاد را «فراتر از خط دید» (BLOS) خود به‌پرواز درآورده و حداکثر محدوده پوشش قابل تحقق را فراهم می‌کند. همان‌طور که در تصویر زیر نشان داده شده است، خلبان می‌تواند پوشش دید خود را با حذف لینک ارتباطی «خط دید» (LOS) گسترش دهد.

برخی از مزایای اساسی ارتباطات ماهواره‌ای در هدایت پهپاد، امکان تحرک بسیار بیشتر، قابلیت اطمینان بالا و ارتباطات پایدار در برابر پارازیت همراه با سرعت داده بالا است؛ خصوصیاتی که به فعالیت پهپادهای دارای ارتباطات ویدئویی یا حسگرهای تصویربرداری برای فعالیت‌های مهم کمک شایانی می‌کند. در بهره‌گیری از ارتباطات ماهواره‌ای برای هدایت پهپاد از ماهواره‌های هر دو مدار لئو و ژئو استفاده می‌شود. ارائه دید در مسافت‌های طولانی برای کاربردهای مختلف پهپادها، عملکردشان را گسترش داده و این امکان را فراهم می‌آورد تا در همه برنامه‌های هوانوردی به‌کار گرفته شوند.

ارتباطات ماهواره‌ای به پهپاد اجازه می‌دهد تا بر محدودیت‌هایی از جمله پوشش کم و تاثیرات آب‌وهوای محلی غلبه کند. دلیل دیگر برای بهره‌گیری از فناوری ماهواره در هدایت پهپاد این است که باندهای لینک داده خط دید متراکم هستند و افزایش رشد ترافیک هوایی مستلزم اختصاص طیف رادیویی جدید برای لینک‌های داده هوایی است. ذکر این نکته ضروری است که BLOS شامل LOS هم می‌شود، بنابراین ارتباطات ماهواره‌ای خدمات LOS را نیز ارائه می‌دهد.

گفتنی است لینک‌های ماهواره‌ای معمولا از باندهای K و Ku استفاده می‌کنند که روند کنونی به‌سمت بهره‌گیری از باند Ku برای ماهواره‌های مخابراتی پربازده (HTS) است. سامانه‌های ارتباطات ماهواره‌ای باند Ku از داون‌لینک (دریافت داده از ماهواره) ۱۱.۷ تا ۱۲.۷ گیگاهرتز و آپلینک (ارسال داده به ماهواره) ۱۴ تا ۱۴.۵ گیگاهرتز استفاده می‌کنند. در آینده نزدیک این ماهواره‌ها ممکن است بیش از ۱۰۰ گیگابیت بر ثانیه توان عملیاتی ارائه دهند.

• معایب

علی‌رغم تمام مزایای بهره‌گیری از ارتباطات ماهواره‌ای برای هدایت پهپاد، این فناوری گران بوده و فقط برای پهپادهای با ارتفاع بالا یا حداکثر برای پهپادهای ارتفاع متوسط ​​مقرون‌به‌صرفه است، ازاین‌رو از ارتباطات ماهواره‌ای برای پهپادهای کوچک استفاده نمی‌شود. یکی از چالش‌های اصلی ارتباطات ماهواره‌ای، تاخیر است که به دو صورت تعریف می‌شود؛ یک‌طرفه و دوطرفه. مورد اول به مدت زمانی گفته می‌شود که داده از فرستنده به گیرنده می‌رسد و دومی زمان مورد نیاز برای رسیدن داده به گیرنده و سپس دریافت پاسخ از گیرنده است.

با‌توجه‌به تاخیر بالای انتقال داده در ارتباطات ماهواره‌ای، هدایت پهپاد به‌صورت در لحظه کمتر عملی می‌شود. دراین‌حالت می‌توان طرح کامل پرواز را در یک تراشه برنامه‌ریزی کرد تا توسط خلبان خودکار هدایت شود. در‌همین‌حال، خلبان از راه دور همچنان می‌تواند پهپاد را از طریق یک لینک کنترلی با سرعت داده تقریبا ۱۰ کیلوبیت بر ثانیه زیر نظر داشته باشد که البته نظارت در لحظه نیست. توجه به این نکته مهم است که فاصله تنها عامل موثر بر تاخیر خدمات ارتباطات ماهواره‌ای محسوب نمی‌شود. پهنای باند، بار روی شبکه و ظرفیت منظومه‌های ماهواره‌ای نمونه‌هایی از عوامل دیگری هستند که بر چنین تاخیرهایی اثر گذارند.

یکی دیگر از معایب ارتباطات ماهواره‌ای سطح بالای تضعیف سیگنال‌های عبوری میان دو نقطه در مسیر انتقال است که با افزایش فاصله بین فرستنده و گیرنده، این امر تشدید می‌شود. سیگنال تحت تاثیر برخی عوامل مانند فضای آزاد، اتمسفر زمین و یا انحراف بشقاب گیرنده تضعیف می‌شود که مقابله با این مشکل مستلزم استقرار تقویت‌کننده‌های قوی در ماهواره‌هاست.

مخابرات ماهواره‌ای اغلب دارای شکاف‌های ارتباطی است، چرا که منظومه‌های ماهواره‌ای ممکن است کل سطح زمین را پوشش ندهند. در طول‌های جغرافیایی بالا (از جمله قطب‌ها) بیشتر این منظومه‌ها در دسترس نیستند، زیرا پرتاب ماهواره به مدار قطبی سخت‌تر از پرتاب آن به مدار استوایی است. به‌علاوه، گاهی اوقات ماهواره‌ها در تیررس ایستگاه‌های زمینی خود قرار نداشته و در نتیجه پهنای باند مفید آن‌ها به حدود دو سوم کاهش می‌یابد. اما سامانه‌های مخابرات ماهواره‌ای برای پهپادها را چه شرکت‌هایی توسعه داده‌اند و چه ویژگی‌هایی دارند؟

شرکت‌های فعال در ارائه خدمات ماهواره‌ای به پهپادها

سامانه ارتباطات ماهواره‌ای پهپاد هانی‌ول و اینمارست

برخی شرکت‌ها در سراسر دنیا به توسعه سامانه‌های مخابرات ماهواره‌ای برای پهپاد پرداخته‌اند که از جمله مشهورترین آن‌ها می‌توان به مشارکت شرکت چندملیتی هانی‌ول (Honeywell) به‌مرکزیت آمریکا و شرکت بریتانیایی اینمارست (Inmarsat) با هدف ساخت چنین سامانه‌ای اشاره کرد. هانی‌ول کوچک‌ترین و سبک‌ترین لینک داده خود برای هدایت هواپیماهای بدون سرنشین را ساخته است که توسط شبکه ارتباطات ماهواره‌ای جهانی اینمارست به پهپادها خدمات‌رسانی می‌کند.

این لینک داده خدمات اتصال ماهواره‌ای در سراسر جهان و همچنین پخش ویدئو به‌صورت در لحظه را ارائه می‌دهد. ابزار یادشده با وزن تنها یک کیلوگرم، ۹۰ درصد سبک‌تر از کوچک‌ترین لینک داده‌های هانی‌ول است و برخی از قابلیت‌های مشابه هواپیماهای بزرگ‌تر را برای پهپادهای کوچک در هوا یا زمین فراهم می‌کند.

پهپادها با بهره‌گیری از این سامانه می‌توانند حتی در مناطق دورافتاده یا روی آب که سایر سامانه‌های ارتباطی روی زمین مانند 4G در دسترس نیستند، متصل باقی بمانند.

خدمات ماهواره‌ای ایریدیوم و اسکای‌ترک برای اپراتورهای پهپاد

شرکت آمریکایی ایریدیوم (Iridium Communications) به‌طور گسترده‌ای به ارائه خدمات ارتباطات ماهواره‌ای پهپاد برای نظامیانی پرداخته است که جهت هدایت هواپیماهای بدون سرنشین از دستگاه‌های دستی ارزان قیمت بهره می‌گیرند. ایریدیوم با همکاری شرکت کانادایی اسکای‌ترک (SKYTRAC) که لینک‌های داده را برای هدایت پهپاد از طریق ارتباطات ماهواره‌ای ساخته است، در این زمینه خدمات‌رسانی می‌کند. هر پهپاد به‌عنوان یک ایستگاه رله برای گسترش پوشش‌دهی به‌کار گرفته می‌شود. پهپادها خدمات داده BLOS را به حدود هزار دستگاه کنترل در منطقه تحت پوشش خود ارائه می‌دهند و این لینک‌های داده برای پهپادهای با تاب‌آوری کم و متوسط ​​مناسب هستند.

خدمات ماهواره‌ای ایریدیوم که در باند L ارائه می‌شوند، به‌دلیل فرکانس پایین‌تر آن در مقایسه با باند Ka، به مشکل اثر دوپلر (Doppler effect) در هواپیماهای بدون سرنشین کمک می‌کند. این خدمات به‌طور گسترده‌ای برای ارتباطات سیار نظامی مورد استفاده قرار گرفته و عملکرد خوبی در پوشش‌دهی مناطق وسیع نشان داده است. گفتنی است براساس اثر دوپلر در فیزیک امواج، بسامد یک موج بر اثر حرکت فرستنده یا گیرنده آن تغییر می‌کند.

ایریدیوم درحال‌حاضر به ارائه خدمات مخابرات ماهواره‌ای از طریق ۶۶ ماهواره خود می‌پردازد و هدف مهم آن ایجاد یک شبکه سلولی فضاپایه از طریق این ماهواره‌هاست. نسل دوم ماهواره‌های ایریدیوم موسوم به ایریدیوم نکست (Iridium NEXT) با هدف فراهم‌آوری ارتباطات راه دور توسعه می‌یابند که خدمات باند باریک داده و صوت را به کاربران سراسر جهان ارائه می‌دهد. خدمات‌رسانی منظومه ایریدیوم در باند L بوده و نرخ داده ۱۲۸ کیلوبیت بر ثانیه را برای هر کاربر فراهم می‌کند. البته ایریدیوم نیز مانند دیگر ارائه‌دهندگان خدمات مخابرات ماهواره‌ای حدود ۴ درصد مواقع در پوشش‌دهی دچار مشکل است.

در ماهواره‌های ایریدیوم نکست توان عملیاتی در مقایسه با ماهواره‌های نسل اول افزایش یافته است. این مجموعه از ماهواره‌ها لینک‌های ارتباطی سریع، ایمن و با تاخیر نسبتا کم‌تری را برای کاربران فراهم می‌کنند. تاخیر در ماهواره‌های نسل اول ایریدیوم به‌طور متوسط ​​۱۷۸ میلی‌ثانیه بود که این میزان در ماهواره‌های نسل دوم به کمتر از ۴۰ میلی‌ثانیه رسیده است. با‌این‌حال، چنین ارائه چنین خدماتی با هزینه بالاتر و آنتن‌های بزرگتر همراه است که آن را برای استفاده در پهپادهای کوچک نامناسب می‌کند.

همان‌طور که گفته شد خدمات ارتباطات ماهواره‌ای ایریدیوم برای هدایت پهپاد با استفاده از لینک‌های داده شرکت اسکای‌ترک صورت می‌گیرد. دی‌ال‌اس-۱۰۰ (DLS-100) اسکای‌ترک یک لینک داده باند میانی برای هدایت پهپاد از طریق مخابرات ماهواره‌ای بوده که به‌منظور کنترل در لحظه پهپاد، تله‌متری داده و انتقال تصاویر از هواپیماهای بدون سرنشین ساخته شده است. این لینک داده با استاندارد IP67 سازگار بوده و از سرعت آپلینک (ارسال داده به ماهواره) ۲۲ کیلوبیت بر ثانیه و داون‌لینک (دریافت داده از ماهواره) ۸۸ کیلوبیت در ثانیه برخوردار است. بنابر اظهارات متخصصان اسکای‌ترک، این ابزار امکان اتصال قطب به قطب را در سراسر جهان با قابلیت اطمینان ۹۹.۹ درصد و تاخیر بسیار کم فراهم می‌کند.

آی‌ام‌اس-۳۵۰ (IMS-350) دیگر لینک داده شرکت اسکای‌ترک است که اتصال ماهواره‌ای باند پهن و برخی قابلیت‌های دیگر را ارائه می‌کند. این لینک داده از سرعت آپلینک (ارسال داده به ماهواره) ۳۵۲ کیلوبیت بر ثانیه و داون‌لینک (دریافت داده از ماهواره) ۷۰۴ کیلوبیت در ثانیه برخوردار بوده و امکان کنترل پهپاد را به‌صورت در لحظه فراهم می‌آورد.

باهمه‌این‌ها پژوهشگران به‌دنبال راهکارها و فناوری‌های جدید برای بهره‌گیری از ارتباطات ماهواره‌ای جهت هدایت پهپادها هستند.

ترکیب فناوری ماهواره و شبکه 5G برای هدایت پهپاد

مطابق روشی که محققان اروپایی ارائه داده‌اند، می‌توان امکان هدایت پهپاد را با ترکیب شبکه‌های تلفن همراه زمینی (LTE/5G) و شبکه‌های ماهواره‌ای موجود فراهم کرد. در نتیجه تاخیر کم و پوشش گسترده شبکه‌های سلولی همراه با قابلیت اطمینان بالا و در دسترس بودن ارتباطات ماهواره‌ای شرایط مناسبی را به‌منظور کنترل پهپاد ایجاد می‌کند. این روش برای هواپیماهای بدون سرنشینی در نظر گرفته شده است که در ارتفاع بسیار پایین (تا ۵۰۰ فوت) به‌پرواز درمی‌آیند و امکان پرواز سریع و ایمن پهپادهای تجاری را در مناطق شهری فراهم می‌کند. موضوع مهمی که با توسعه هر چه بیشتر فناوری‌های ماهواره‌ای برای هدایت پهپادها مطرح می‌شود، قوانین و مقرراتی است که در این حوزه وجود دارد یا در آینده وضع خواهد شد.

ماهواره‌های مدار پایین زمین

همانطور که پیش‌تر گفته شد، یکی از چالش‌های اصلی ارتباطات ماهواره‌ای، تاخیر است که باعث می‌شود هدایت پهپاد به‌صورت در لحظه کمتر عملی گردد اما گسترش منظومه‌های ماهواره‌ای مدار پایین زمین (LEO)در سال‌های اخیر حل این مسئله را ممکن کرده است. ماهواره‌های مدار پایین زمین در ارتفاعاتی بین ۱۶۰ تا ۲۰۰۰ کیلومتری سطح زمین قرار دارند که این موقعیت منجر به کاهش تاخیر در ارتباطات می‌شود؛ این ویژگی برای کنترل بلادرنگ و انتقال داده‌های پهپادها حیاتی است.

به عنوان مثال، منظومه‌های ماهواره‌ای مانند استارلینک (Starlink) و وان‌وب (OneWeb) با پوشش جهانی خود، امکان عملیات پهپادها در مناطق دورافتاده و کم‌برخوردار را فراهم می‌کنند. این پوشش گسترده به پهپادها اجازه می‌دهد تا در مناطقی که زیرساخت‌های ارتباطی زمینی وجود ندارد یا ضعیف است، به‌طور موثر عمل کنند.

علاوه بر این، استفاده از ماهواره‌های مدار پایین می‌تواند به بهبود قابلیت اطمینان و پایداری ارتباطات پهپادها کمک کند. با توجه به نزدیکی این ماهواره‌ها به زمین، سیگنال‌های ارتباطی با قدرت بیشتری دریافت و ارسال می‌شوند که این امر می‌تواند به کاهش اختلالات و افزایش کیفیت ارتباطات منجر شود. همچنین، با افزایش تعداد ماهواره‌های مدار پایین در مدار، امکان ایجاد شبکه‌های مش (Mesh Networks) فراهم می‌شود که می‌تواند به بهبود پوشش و کاهش نقاط کور ارتباطی کمک کند.

ماهواره‌های با توان عملیاتی بالا  (HTS)

فناوری ماهواره‌های با توان عملیاتی بالا  با استفاده از تکنیک‌های پیشرفته مانند استفاده مجدد از فرکانس‌ها و به‌کارگیری پرتوهای باریک، پهنای باند بیشتری ارائه می‌دهد. این امر به پهپادها امکان می‌دهد تا حجم بالایی از داده‌ها مانند ویدئوهای با کیفیت بالا و اطلاعات حسگرها را به‌سرعت و با کارایی بالا منتقل کنند. به‌عنوان مثال، در عملیات نظارتی یا جستجو و نجات، انتقال بلادرنگ تصاویر ویدئویی با کیفیت بالا می‌تواند به تصمیم‌گیری‌های سریع و مؤثر کمک کند.

استفاده از ماهواره‌های با توان عملیاتی بالا  می‌تواند هزینه‌های خدمات ارتباطات ماهواره‌ای را کاهش داده و دسترسی به آن را برای کاربردهای مختلف پهپادی تسهیل کند. با افزایش ظرفیت و کارایی این ماهواره‌ها، ارائه‌دهندگان خدمات می‌توانند با هزینه‌های کمتر، پهنای باند بیشتری را در اختیار کاربران قرار دهند که این امر می‌تواند به توسعه کاربردهای جدید و افزایش پذیرش فناوری‌های پهپادی در صنایع مختلف منجر شود.

سامانه‌های ارتباطی یکپارچه

سامانه‌های ارتباطی یکپارچه به پهپادها امکان می‌دهند بر اساس دسترسی و کیفیت سیگنال، به‌طور خودکار بین روش‌های مختلف ارتباطی مانند ماهواره‌ای، رادیویی و سلولی جابجا شوند تا اتصال پایدار حفظ شود. این قابلیت به‌ویژه در محیط‌های چالشی که ممکن است یک نوع ارتباط به‌تنهایی کافی نباشد، اهمیت دارد. به‌عنوان مثال، در مناطق شهری با تراکم بالای ساختمان‌ها، سیگنال‌های رادیویی ممکن است دچار تداخل شوند، در حالی که ارتباطات ماهواره‌ای می‌تواند پایداری بیشتری را فراهم کند.

علاوه بر این، پردازنده‌های پیشرفته می‌توانند به‌صورت بلادرنگ، لینک‌های ارتباطی متعدد را مدیریت کرده و عملکرد و اطمینان‌پذیری را بهینه کنند. این پردازنده‌ها با تحلیل مداوم شرایط ارتباطی و انتخاب بهترین مسیر برای انتقال داده‌ها، می‌توانند به کاهش تاخیر و افزایش کیفیت خدمات کمک کنند. این ویژگی به‌ویژه در کاربردهایی مانند تحویل کالا با پهپاد یا عملیات امداد و نجات که نیاز به ارتباطات پایدار و قابل اعتماد دارند، اهمیت دارد.

فناوری شکل‌دهی پرتو تطبیقی

فناوری شکل‌دهی پرتو تطبیقی (Adaptive Beamforming) به سامانه‌های ماهواره‌ای امکان می‌دهد تا سیگنال‌ها را به‌صورت متمرکز به مناطق یا پهپادهای خاص ارسال کنند که منجر به بهبود قدرت سیگنال و کاهش تداخل می‌شود. این تکنیک با تنظیم دینامیک الگوی پرتو، می‌تواند به‌طور موثر منابع فرکانسی را مدیریت کرده و کیفیت ارتباطات را در محیط‌های متغیر بهبود بخشد. به‌عنوان مثال، در عملیات نظامی یا نظارتی که پهپادها نیاز به ارتباطات پایدار در مناطق خاص دارند، این فناوری می‌تواند کارایی ماموریت را افزایش دهد.

شکل‌دهی پرتو تطبیقی همچنین می‌تواند به بهبود امنیت ارتباطات کمک کند. با متمرکز کردن سیگنال‌ها به سمت گیرنده‌های خاص، احتمال رهگیری یا تداخل توسط عوامل غیرمجاز کاهش می‌یابد. این ویژگی به‌ویژه در کاربردهای حساس که امنیت داده‌ها اهمیت بالایی دارد، مفید است. ضمنا این فناوری می‌تواند به بهبود کارایی طیف فرکانسی و افزایش ظرفیت شبکه‌های ارتباطی منجر شود.

ادغام هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی

ادغام هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی در سامانه‌های ارتباطی پهپادها می‌تواند به بهبود کارایی و اطمینان‌پذیری این سامانه‌ها کمک کند. الگوریتم‌های هوش مصنوعی می‌توانند با تحلیل داده‌های مخابراتی و شرایط محیطی، مسیرهای بهینه را برای انتقال داده‌ها انتخاب کرده و به کاهش تاخیر و افزایش کیفیت ارتباطات منجر شوند. به‌عنوان مثال، در عملیات جستجو و نجات، هوش مصنوعی می‌تواند با تحلیل شرایط محیطی و انتخاب بهترین مسیرهای ارتباطی، به بهبود کارایی عملیات کمک کند.

یادگیری ماشین می‌تواند به پیش‌بینی مشکلات احتمالی در ارتباطات کمک کرده و اقدامات پیشگیرانه برای حفظ اتصال را ممکن سازد. به عنوان مثال، سامانه‌های مبتنی بر یادگیری ماشین می‌توانند نوسانات سیگنال، تداخل‌های احتمالی یا مشکلات سخت‌افزاری را در زمان واقعی شناسایی کرده و هشدارهایی برای انجام اقدامات اصلاحی ارائه دهند. این قابلیت به ویژه در عملیات حساس که نیاز به ارتباطات پایدار دارند، بسیار اهمیت دارد.

علاوه بر این، هوش مصنوعی می‌تواند برای بهینه‌سازی تخصیص منابع شبکه نیز مورد استفاده قرار گیرد. این فناوری می‌تواند به طور خودکار اولویت‌بندی ترافیک داده‌ها، به ویژه در شرایط اضطراری، را انجام دهد تا پهپادها بتوانند اطلاعات حیاتی را با بالاترین سرعت و کیفیت منتقل کنند. این امر به طور قابل توجهی کارایی عملیات را افزایش می‌دهد و از تاخیرهای ناخواسته جلوگیری می‌کند. ادغام هوش مصنوعی و یادگیری ماشین در ارتباطات ماهواره‌ای پهپادها، یک تحول بنیادین در این حوزه محسوب می‌شود که امکان ارائه خدمات پیشرفته‌تر و پایدارتر را فراهم می‌کند.

آینده بازار ارتباطات ماهواره‌ای پهپادها

بازار ارتباطات ماهواره‌ای پهپادها در سال ۲۰۲۳ ارزشی معادل ۶.۷ میلیارد دلار داشت و پیش‌بینی می‌شود بین سال‌های ۲۰۲۴ تا ۲۰۳۲ با نرخ رشد سالانه مرکب (CAGR) بیش از ۶.۲٪ گسترش یابد. این سامانه‌ها در عملیات نظامی، مانند نظارت و انتقال داده‌های لحظه‌ای، نقش کلیدی دارند. توسعه منظومه‌های ماهواره‌ای مدار پایین  مانند استارلینک نیز موجب بهبود تاخیر و افزایش پهنای باند شده است. علی‌رغم هزینه‌های بالا و چالش‌های پهنای باند، این فناوری‌ها آینده‌ای نویدبخش برای کاربردهای نظامی و تجاری دارند.  برای سال ۲۰۲۴، جزئیات کامل از ارزش بازار ارتباطات ماهواره‌ای پهپادها هنوز مشخص نیست، اما روند رشد سالانه پیش‌بینی شده نشان می‌دهد که ارزش این بازار احتمالا در سال ۲۰۲۴ از ۷ میلیارد دلار فراتر رفته است.

وضعیت استانداردهای بین‌المللی در استفاده از مخابرات ماهواره‌ای برای پهپاد

سازمان‌های بین‌المللی مختلف که در زمینه تدوین استانداردها فعالیت دارند، در تلاشند تا چارچوب مشخصی را دررابطه‌با بهره‌گیری از سامانه‌های مخابرات ماهواره‌ای برای پهپادها تعیین کنند. کمیسیون اروپا برنامه‌ای ۲ ساله را برای آزمایش و ارائه ساختاری قابل اطمینان برای یک سامانه نظارتی روی پهپادها به‌انجام رساند. در پروژه این نهاد چندین بسته کاری دیده می‌شد که یکی از آن‌ها به‌ کار بر روی طرحی قابل اجرا و موثر برای لینک داده ارتباطات ماهواره‌ای پهپاد اختصاص داشت.

کمیسیون مذکور قصد داشت از طریق این بسته، تمام لینک‌های داده LOS و BLOS در دسترس را تجزیه‌وتحلیل کرده و سپس با انتخاب بهترین گزینه‌ها به بهبود آن‌ها به‌منظور عملکرد بهتر بپردازد. البته این نهاد در نتایج نهایی به هیچ‌گونه استاندارد جامع یا تعیین باندهای فرکانسی خاص برای پهپادها دست نیافتند. چندین نهاد دیگر از جمله کمیسیون فنی رادیو برای هوانوردی (RTCA) آمریکا، سازمان تجهیزات هواپیمایی غیرنظامی اروپا (EUROCAE) و همچنین یکی از بزرگترین سازمان‌های بین‌المللی توسعه‌دهنده استاندارد در ایالات متحده موسوم به ای‌اس‌تی‌ام بین‌الملل (ASTM International) نیز در حال کار بر روی توسعه استانداردهای جدید برای سامانه‌های ارتباطات ماهواره‌ای پهپاد هستند.

تحولات قانونی

با گسترش استفاده از ارتباطات ماهواره‌ای برای پهپادها، سازمان‌های نظارتی در حال تطبیق چارچوب‌های قانونی برای پذیرش عملیات فراتر از خط دید و ادغام امن پهپادها در حریم هوایی ملی هستند. این قوانین جدید، الزامات ایمنی، حریم خصوصی و امنیت داده‌ها را مورد توجه قرار داده و استفاده تجاری از پهپادها را تسهیل می‌کنند. کشورهای مختلف، مانند ایالات متحده و اتحادیه اروپا، در حال توسعه استانداردهای بین‌المللی برای عملیات پهپادها هستند. این استانداردها تضمین می‌کنند که ارتباطات ماهواره‌ای با قوانین محلی و جهانی همخوانی داشته و ایمنی عملیات را بهبود می‌بخشند.

پهپادها یک فناوری نوظهور در دنیای هوانوردی هستند که ضمن ارائه خدماتی نوین و ارزشمند، از ظرفیت بالایی برای رشد اقتصادی و تسهیل بسیاری از فعالیت‌ها در جوامع برخوردارند. اطمینان از اینکه هواپیماهای بدون سرنشین بتوانند به‌طور ایمن و بدون ایجاد تهدید برای هواپیماهای سرنشین‌دار در حریم‌های هوایی فعالیت کنند، امری است که از طریق ارتباطات ماهواره‌ای و یا ادغام آن با برخی راهکارها و فناوری‌های دیگر میسر می‌شود.