无人机夜航灯光规范：修订间差异

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== 多旋翼无人机夜行灯光规范 ==
== 中华人民共和国民用航空行业标准 ==
合理设置无人机夜航灯光是法规要求和飞行安全的关键保障。以下内容涵盖核心规范、法规依据及安全操作建议。


=== 国际规范对比 ===
=== 核心灯光规范与要求 ===
{| class="wikitable sortable"
{| class="wikitable"
! 地区/组织
! 要求类别
! 核心要求
! 具体规范
! 技术细节
! 参考法规/标准
|-
| '''美国 (FAA)'''
| 必须安装防撞灯（爆闪灯）
|
* 可见距离：≥3英里（4.8公里）
* 闪烁频率：40-100次/分钟
* 需通过夜间飞行知识测试
|-
|-
| '''中国 (民航局)'''
| '''灯光配置'''
| 高亮度灯光 + 飞行报备
| 应配备航行灯（前视左红右绿）、防撞灯（建议白色）和报警灯
|  
|  
* 航行灯夜间可见距离≥300米
* 飞行高度≤120米
* 需实名登记 + 审批
|-
|-
| '''欧洲 (EASA)'''
| '''可见距离'''
| 符合EN 300 328标准
| 所有灯光需确保在晴朗夜间'''300米外'''可见，且不被遮挡
|  
|  
* 人口密集区强制安装
* 需持有A2操作证
|-
|-
| '''英国 (CAA)'''
| '''防撞灯标准'''
| 绿色闪烁灯（特色要求）
| 需在'''4.8公里（3英里）'''外可见，闪烁频率40-100次/分钟
|  
|  
* 帮助视距内方位识别
* 需全程目视监控
|-
|-
| '''通用技术标准'''
| '''灯光开启'''
| 夜间或低能见度条件下'''必须开启'''灯光系统
|  
|  
* 防撞灯（白/红色爆闪）
* 航行灯（左红右绿）
|
* 360°可见性
* 禁止遮挡传感器
* IP54级以上防护
|}
|}


=== 固定翼无人机夜行灯光规范 ===
=== 主要法规依据 ===
* '''中国'''：
** 民航局规定夜间飞行需提前申请空域和飞行计划
** 起飞重量＞250克无人机需实名登记，灯光改装需报备
* '''美国（FAA）'''：
** 夜间飞行需安装3英里外可见的防撞灯
** 操作者需通过额外考试并获得许可
* '''欧洲（EASA）'''：
** 需安装符合EN 300 328标准的可见灯光
** 操作者需持有A2操作证


{| class="wikitable sortable"
=== 多旋翼 vs 固定翼灯光配置差异 ===
! 地区/组织
{| class="wikitable"
! 核心要求
! 特性维度
! 技术细节
! 多旋翼无人机
! 固定翼无人机
|-
|-
| '''国际标准 (ICAO)'''
| '''核心功能'''
| 航行灯+防撞灯系统
| 垂直起降、悬停、低速机动
|  
| 高速前飞、滑跑/弹射起飞
* 左红（110°覆盖）
|-
* 右绿（110°覆盖）
| '''航行灯配置'''
* 尾白（140°覆盖）
| 简化设计（前白后红或左红右绿）
| 标准航空灯（左红、右绿、尾白常亮）
|-
|-
| '''美国 (FAA)'''
| '''防撞灯'''
| 符合FAR Part 23/27标准
| 顶部/底部高亮频闪灯
|  
| 频闪灯+大中型机配备旋转信标灯
* 需明确显示飞行方向
* 高性能防撞灯强制安装
|-
|-
| '''中国 (民航局)'''
| '''特殊灯光'''
| 参照有人飞机标准
| 着陆补光灯、状态指示灯
|  
| 起落架指示灯、滑行/着陆灯
* 着陆灯/滑行灯选装
* 按特殊科目审批
|-
|-
| '''关键技术差异'''
| '''安装要求'''
|  
| 机臂分布，避免遮挡螺旋桨
* 航行灯角度精准控制
| 翼尖/尾翼集成，考虑气动影响
* 高速防撞灯（＞100流明）
|  
* 安装位置需气动测试
* 频闪同步要求（±5ms）
|}
|}


=== 核心对比表 ===
=== 安全操作建议 ===
{| class="wikitable"
'''飞行前检查：'''
* 白天勘察环境障碍物
* 测试灯光系统状态
* 确认电池满电量（灯光额外耗电）
* 查询当地最新夜航法规
 
'''飞行中注意事项：'''
* 保持目视接触（飞行速度≤10m/s）
* 理解灯光语言（如红灯常亮=低电量报警）
* 注意避障系统夜间可能失效
* 作业时可加装认证LED补光灯（FCC/IP等级）
 
<small>'''重要提示：'''以上规范可能存在地区差异，飞行前务必查询当地民航部门最新规定!</small>
 
=== 灯光闪烁小知识 ===
 
==== （昏暗环境）人眼对 5 Hz 闪烁最敏感 ====
 
==== （明亮环境）人眼对对15~20Hz信号最敏感 ====
人类对光的感知是依靠视网膜(retina)细胞。cones(圆锥细胞)负责感知光度(较强光)和色彩, rods(杆状细胞)仅能感知光度，不能感知颜色，但其对光的敏感度是cones的一万倍。在微软光环境下rods起主要作用，因此我们不能在暗环境中分辨颜色。一些数码相机的夜光拍摄模式也模拟了这一特性。
 
视网膜中三种圆锥细胞(cones) 有重叠的频率响应曲线，但响应强度有所不同，他们 分别对红(570nm), 绿(535nm), 蓝(445nm)光有最敏感，共同决定了色彩感觉。光度(luminance) 正比于视网膜细胞接受到的光强度能量，但人类对相同强度不同波长的光具有不同的敏感度。可感知的波长范围380nm~780nm，称为可见光。其中对绿色(550nm)光产生最大的光强敏感度。
 
人类对亮度信号较敏感，对色度信号较不敏感。可以把色度信号的采用频率降低到亮度采样频率的一半(甚至1/4),例如YUV信号里面可用4:2:0 , 4:2:2采样。
 
(请快速转动眼睛看看, Hermann grid illusion)
 
对空间的感知：
 
     眼睛的空间分辨能力，即视力，通常用可分辨视角(degree)的倒数为单位。正常人的最少可辨视觉阀值约0.5”，最大视觉范围200度(宽)×135度(高)。
 
空间频率即影像在空间中的变化速度。用亮度呈空间正弦变化的条纹做测试，亮度Y(x,y) = B(1+mcos2πfx), 给定条纹频率f为一固定值(看作是宽度)，改变振幅m(看作对比度)，测试分辨能力。显然m越大分辨越清楚，测试不同条件下(不同cpd)可分辨的最少m值，定义1/mmin为对比敏感度(contrast sensitivity)。定义人眼的对空间感觉的角度频率：cpd:  cycle / degree ，表示眼球每转动一度扫过的黑白条纹周期数。对给定的条纹，这个值与人眼到显示屏的距离有关，对于同样大小的屏幕，离开越远，cpd越大。
 
     通常人眼对空间的感觉相当于一个带通滤波器。最敏感在2~5个cpd ，空间截止频率为30cpd。比如我们看油画和电视机屏幕时，当距离离开一定远，cpd增大，人的眼睛就分辨不了象素点细节，便感觉不到颗粒感了。
 
    当人观察一个静止影像时，眼球不会静止一处(精神病人除外), 通常停留在一处几百毫秒完成取像后，移到别处取像，如此持续不断。 这种运动称为跳跃性运动(saccadic eye movement)。研究表明跳跃性运动可以增大对比敏感度，但敏感度峰值却减少。
 
对时间频率的感知：
 
      时间频率即画面随时间变化的快慢。Kelly.D.H用亮度按时间正弦变化的条纹做实验，亮度Yt) = B(1+mcos2πft)。改变m, 测试不同时间频率f下的对比敏感度。
 
实验表明时间频率响应还和平均亮度有关。在一般室内光强下，人眼对时间频率的响应近似一个带通滤波器。对15~20Hz信号最敏感，有很强闪烁感(flick)，大于75Hz响应为0，闪烁感消失。刚到达闪烁感消失的频率叫做临界融合频率(CFF)。在较暗的环境下，呈低通特性，且CFF会降低，这时对5Hz信号最敏感，大于25Hz闪烁基本消失。电影院环境很暗，放映机的刷新率为24Hz也不感到闪烁, 这样可以减少胶卷用量和机器的转速。而电脑显示器亮度较大，需要75Hz闪烁感才消失。闪烁消失后，亮度感知等于亮度时间平均值(塔鲁伯法则)。这种低通特性，也可以解析为视觉暂留特性，即当影像消失/变化时，大脑的影像不会立刻消失，而是保留一个短暂时间。生活中常感受到的动态模糊，运动残像也和这个有关。有很多电子产品设计利用了这一现象，例如LED数码管的动态扫描，LED旋转字幕等。
{| class="wikitable"  
|+ 人眼时间滤波器特性（受环境亮度调节）
! 特性
! 特性
! 多旋翼
! 明亮环境<br />(光适应状态)
! 固定翼
! 昏暗环境<br />(暗适应状态)
|-
|-
| '''核心目的'''
! 滤波器类型
| 悬停状态防撞
| 带通滤波器<br />(Band-pass)
| 航行方向指示
| 低通滤波器<br />(Low-pass)
|-
|-
| '''标志性灯光'''
! 最敏感频率
| 360°爆闪灯
| 约 15-20 Hz
| 三色航行灯系统
| 约 5 Hz
|-
|-
| '''亮度要求'''
! 临界融合频率(CFF)
| 中高（50-80流明）
| 较高<br />(例如 >75 Hz)
| 超高（＞100流明）
| 较低<br />(例如 ~25 Hz)
|-
|-
| '''安装复杂度'''
! 典型应用
| 低（贴装式）
| 电脑显示器<br />(刷新率通常为75Hz以上)
| 高（气动集成）
| 电影院放映<br />(刷新率为24Hz)
|}
|}


== 注意事项 ==
=== 参考资料 ===
<small>
[https://app.caac.gov.cn/XXGK/XXGK/BZGF/HYBZ/202203/P020220311582429263230.pdf 中华人民共和国民用航空行业标准]
* 所有数值基于2023年国际通用标准，具体执行需查阅当地最新法规
* 灯光颜色色域标准：CIE 1931 xy色度图红域(x≥0.665, y≤0.320) 绿域(x≤0.440, y≥0.540)
* 典型干扰规避：安装位置距GPS天线＞15cm，距磁罗盘＞30cm
</small>

2025年10月17日 (五) 00:25的最新版本

中华人民共和国民用航空行业标准

合理设置无人机夜航灯光是法规要求和飞行安全的关键保障。以下内容涵盖核心规范、法规依据及安全操作建议。

核心灯光规范与要求

要求类别 具体规范 参考法规/标准
灯光配置 应配备航行灯（前视左红右绿）、防撞灯（建议白色）和报警灯
可见距离 所有灯光需确保在晴朗夜间300米外可见，且不被遮挡
防撞灯标准 需在4.8公里（3英里）外可见，闪烁频率40-100次/分钟
灯光开启 夜间或低能见度条件下必须开启灯光系统

主要法规依据

  • 中国：
    • 民航局规定夜间飞行需提前申请空域和飞行计划
    • 起飞重量＞250克无人机需实名登记，灯光改装需报备
  • 美国（FAA）：
    • 夜间飞行需安装3英里外可见的防撞灯
    • 操作者需通过额外考试并获得许可
  • 欧洲（EASA）：
    • 需安装符合EN 300 328标准的可见灯光
    • 操作者需持有A2操作证

多旋翼 vs 固定翼灯光配置差异

特性维度 多旋翼无人机 固定翼无人机
核心功能 垂直起降、悬停、低速机动 高速前飞、滑跑/弹射起飞
航行灯配置 简化设计（前白后红或左红右绿） 标准航空灯（左红、右绿、尾白常亮）
防撞灯 顶部/底部高亮频闪灯 频闪灯+大中型机配备旋转信标灯
特殊灯光 着陆补光灯、状态指示灯 起落架指示灯、滑行/着陆灯
安装要求 机臂分布，避免遮挡螺旋桨 翼尖/尾翼集成，考虑气动影响

安全操作建议

飞行前检查：

  • 白天勘察环境障碍物
  • 测试灯光系统状态
  • 确认电池满电量（灯光额外耗电）
  • 查询当地最新夜航法规

飞行中注意事项：

  • 保持目视接触（飞行速度≤10m/s）
  • 理解灯光语言（如红灯常亮=低电量报警）
  • 注意避障系统夜间可能失效
  • 作业时可加装认证LED补光灯（FCC/IP等级）

重要提示：以上规范可能存在地区差异，飞行前务必查询当地民航部门最新规定!

灯光闪烁小知识

（昏暗环境）人眼对 5 Hz 闪烁最敏感

（明亮环境）人眼对对15~20Hz信号最敏感

人类对光的感知是依靠视网膜(retina)细胞。cones(圆锥细胞)负责感知光度(较强光)和色彩, rods(杆状细胞)仅能感知光度，不能感知颜色，但其对光的敏感度是cones的一万倍。在微软光环境下rods起主要作用，因此我们不能在暗环境中分辨颜色。一些数码相机的夜光拍摄模式也模拟了这一特性。

视网膜中三种圆锥细胞(cones) 有重叠的频率响应曲线，但响应强度有所不同，他们 分别对红(570nm), 绿(535nm), 蓝(445nm)光有最敏感，共同决定了色彩感觉。光度(luminance) 正比于视网膜细胞接受到的光强度能量，但人类对相同强度不同波长的光具有不同的敏感度。可感知的波长范围380nm~780nm，称为可见光。其中对绿色(550nm)光产生最大的光强敏感度。

人类对亮度信号较敏感，对色度信号较不敏感。可以把色度信号的采用频率降低到亮度采样频率的一半(甚至1/4),例如YUV信号里面可用4:2:0 , 4:2:2采样。

(请快速转动眼睛看看, Hermann grid illusion)

对空间的感知：

     眼睛的空间分辨能力，即视力，通常用可分辨视角(degree)的倒数为单位。正常人的最少可辨视觉阀值约0.5”，最大视觉范围200度(宽)×135度(高)。

空间频率即影像在空间中的变化速度。用亮度呈空间正弦变化的条纹做测试，亮度Y(x,y) = B(1+mcos2πfx), 给定条纹频率f为一固定值(看作是宽度)，改变振幅m(看作对比度)，测试分辨能力。显然m越大分辨越清楚，测试不同条件下(不同cpd)可分辨的最少m值，定义1/mmin为对比敏感度(contrast sensitivity)。定义人眼的对空间感觉的角度频率：cpd:  cycle / degree ，表示眼球每转动一度扫过的黑白条纹周期数。对给定的条纹，这个值与人眼到显示屏的距离有关，对于同样大小的屏幕，离开越远，cpd越大。

     通常人眼对空间的感觉相当于一个带通滤波器。最敏感在2~5个cpd ，空间截止频率为30cpd。比如我们看油画和电视机屏幕时，当距离离开一定远，cpd增大，人的眼睛就分辨不了象素点细节，便感觉不到颗粒感了。

    当人观察一个静止影像时，眼球不会静止一处(精神病人除外), 通常停留在一处几百毫秒完成取像后，移到别处取像，如此持续不断。 这种运动称为跳跃性运动(saccadic eye movement)。研究表明跳跃性运动可以增大对比敏感度，但敏感度峰值却减少。

对时间频率的感知：

      时间频率即画面随时间变化的快慢。Kelly.D.H用亮度按时间正弦变化的条纹做实验，亮度Yt) = B(1+mcos2πft)。改变m, 测试不同时间频率f下的对比敏感度。

实验表明时间频率响应还和平均亮度有关。在一般室内光强下，人眼对时间频率的响应近似一个带通滤波器。对15~20Hz信号最敏感，有很强闪烁感(flick)，大于75Hz响应为0，闪烁感消失。刚到达闪烁感消失的频率叫做临界融合频率(CFF)。在较暗的环境下，呈低通特性，且CFF会降低，这时对5Hz信号最敏感，大于25Hz闪烁基本消失。电影院环境很暗，放映机的刷新率为24Hz也不感到闪烁, 这样可以减少胶卷用量和机器的转速。而电脑显示器亮度较大，需要75Hz闪烁感才消失。闪烁消失后，亮度感知等于亮度时间平均值(塔鲁伯法则)。这种低通特性，也可以解析为视觉暂留特性，即当影像消失/变化时，大脑的影像不会立刻消失，而是保留一个短暂时间。生活中常感受到的动态模糊，运动残像也和这个有关。有很多电子产品设计利用了这一现象，例如LED数码管的动态扫描，LED旋转字幕等。

人眼时间滤波器特性（受环境亮度调节）
特性 明亮环境
(光适应状态) 		昏暗环境
(暗适应状态)
滤波器类型 带通滤波器
(Band-pass) 		低通滤波器
(Low-pass)
最敏感频率 约 15-20 Hz 约 5 Hz
临界融合频率(CFF) 较高
(例如 >75 Hz) 		较低
(例如 ~25 Hz)
典型应用 电脑显示器
(刷新率通常为75Hz以上) 		电影院放映
(刷新率为24Hz)

参考资料

中华人民共和国民用航空行业标准

检索自“https://www.px4ai.com/index.php?title=无人机夜航灯光规范&oldid=482”