無人機(jī)測(cè)控與信息傳輸系統(tǒng)相關(guān)問題研究

石軍剛

（中華通信系統(tǒng)有限責(zé)任公司河北分公司，石家莊　050081）

1　引言

中國(guó)國(guó)內(nèi)無人機(jī)測(cè)控系統(tǒng)經(jīng)歷了二十多年的發(fā)展，尤其是在軍事領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)當(dāng)中無人機(jī)更是得到了廣泛的使用，隨著科技的不斷進(jìn)步，無人機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)成為當(dāng)今世界高技術(shù)裝備發(fā)展的熱點(diǎn)之一，如何提高無人機(jī)的作戰(zhàn)能力，實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)墓蚕恚瑵M足無人機(jī)在不同作戰(zhàn)中使用需求，分析了無人機(jī)監(jiān)控與信息傳輸系統(tǒng)的相關(guān)問題，及現(xiàn)狀趨勢(shì)，提出我國(guó)無人機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展思路。

2　系統(tǒng)功能及組成簡(jiǎn)述

（1）系統(tǒng)功能。無人機(jī)測(cè)控是偵查監(jiān)視敵方的主要用途之一，它能夠攜帶攝影機(jī)、紅外掃描器、雷達(dá)等設(shè)備深入敵人內(nèi)部，對(duì)敵方的主要部署、重要軍事木棉進(jìn)行偵查，然后把信息精準(zhǔn)的反饋到地面控制系統(tǒng)。目前我國(guó)無人機(jī)監(jiān)控已經(jīng)成功突破了同時(shí)多個(gè)目標(biāo)檢測(cè)、信號(hào)跟蹤、綜合控制、等一系列的關(guān)鍵性技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同用途的各個(gè)型的無人機(jī)任務(wù)，遙控指揮與數(shù)據(jù)傳輸?shù)染C合功能。

（2）組成部分。無人機(jī)監(jiān)控與數(shù)據(jù)傳輸由六個(gè)部分組成：無人機(jī)、數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)、高清攝像系統(tǒng)、GPS系統(tǒng)、回收系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)六部分。監(jiān)控系統(tǒng)由無人機(jī)、遙控系統(tǒng)、無線通信技術(shù)組成，操控系統(tǒng)通過無線通信控制無人機(jī)，給其發(fā)送命令，再通過數(shù)據(jù)連接系統(tǒng)對(duì)命令的準(zhǔn)確傳輸，能夠準(zhǔn)確的使無人機(jī)接收和發(fā)送操控系統(tǒng)所需要的信息。

3　系統(tǒng)問題分析

（1）自主控制問題。目前，無人機(jī)測(cè)控與信息傳輸系統(tǒng)在不同領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，技術(shù)也在不斷的更新，但還有很多不足之處。國(guó)內(nèi)無人機(jī)系統(tǒng)自主控制能力方面缺乏較高的水平，在其處理突發(fā)問題、感知方面還有不足，只能在指定的環(huán)境中自主控制。不能執(zhí)行相對(duì)復(fù)雜的任務(wù)，如控制結(jié)構(gòu)、飛行規(guī)劃、自主著陸等問題，還沒有較好的解決方案。

（2）多數(shù)據(jù)管理與故障檢測(cè)。隨著無人機(jī)的不斷發(fā)展，在中遠(yuǎn)程使用中單一的數(shù)據(jù)信息傳輸已經(jīng)無法滿足需求，當(dāng)多數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸工作時(shí)，必須實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)南嗷f(xié)調(diào)，數(shù)據(jù)鏈在執(zhí)行多數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)時(shí)，管理系統(tǒng)復(fù)雜，需要采集的視頻、圖像、信息等復(fù)合較大，一旦出現(xiàn)故障，會(huì)使整個(gè)信息傳輸任務(wù)失敗。另外無人機(jī)測(cè)控系統(tǒng)比較復(fù)雜，主要分無人機(jī)自帶系統(tǒng)和地面操控系統(tǒng)，在遇到外界不可控制干擾，系統(tǒng)傳輸出現(xiàn)故障時(shí)，沒有警告報(bào)警信息，最終使得鏈路中斷。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，信息戰(zhàn)有著非常重要的作用，測(cè)控系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，如不能及時(shí)排查故障，可能造成很大的損失。

（3）抗干擾能力?？垢蓴_能力要進(jìn)行綜合考慮，選擇合適的抗干擾。無人機(jī)上裝載的各種電子設(shè)備，通過天線、電源線、控制開環(huán)以及電磁發(fā)射、電磁耦合等裝置進(jìn)行信息傳輸。在測(cè)控和信息傳輸過程中必須具有一定的抗干擾裝置，測(cè)控與信息的傳輸在抗干擾方面也要從設(shè)計(jì)上充分考慮、完善設(shè)計(jì)，避免因無人機(jī)本身的設(shè)備之間干擾而引起的線路傳輸不穩(wěn)定因素，從而應(yīng)該整個(gè)測(cè)控系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

4　系統(tǒng)相關(guān)問題的處理方案

（1）自主升級(jí)，擴(kuò)展中續(xù)站。隨機(jī)無人機(jī)技術(shù)的增強(qiáng)，自主能力無論從對(duì)圖像數(shù)據(jù)的壓縮、數(shù)據(jù)鏈的提升、多機(jī)編隊(duì)等方面都要綜合考慮。中遠(yuǎn)距離測(cè)控時(shí)，超出了測(cè)控站的無線信好傳輸，因此數(shù)據(jù)鏈應(yīng)該在中續(xù)方面進(jìn)行技術(shù)突破。同時(shí)也要根據(jù)中續(xù)設(shè)備的所在位置，如衛(wèi)星中續(xù)、高山中續(xù)、海上中續(xù)等，都需安置相應(yīng)的設(shè)備，中續(xù)平臺(tái)和無人機(jī)之間一般采用定向天線，通過數(shù)字傳輸相互輸送信息。這種中續(xù)方式可以增加無人機(jī)在執(zhí)行中遠(yuǎn)距離任務(wù)時(shí)的成功概率。

（2）一體化信息綜合技術(shù)。由單一的信息傳輸向綜合信息技術(shù)發(fā)展，使用先進(jìn)的載波綜合體裝置，同時(shí)也可以利用實(shí)際的技術(shù)需求和通信綜合狀況，來構(gòu)成不同形式的無人機(jī)測(cè)控綜合數(shù)據(jù)鏈。在跟蹤定位、遙控、傳輸信息統(tǒng)一結(jié)構(gòu)中，通過寬帶有效的信號(hào)指令傳輸，能得到高精度的追蹤信號(hào)。通過采用這綜合信息方式，可以解決單一信息傳輸問題，無人機(jī)測(cè)控與信息傳輸在當(dāng)今適當(dāng)也會(huì)廣泛應(yīng)用這種綜合信息傳輸方式。

（3）在抗干擾技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。無人機(jī)測(cè)控系統(tǒng)在抗干擾能力方面有著嚴(yán)峻的問題，它要增強(qiáng)上行遙控抗干擾，同時(shí)也要處理好下行信息的抗干擾。增加發(fā)射功率是克服干擾的主要途徑，當(dāng)數(shù)據(jù)鏈的功率大于干擾功率是，就有很好的抗干擾效果，可采用天線增益，處理增益是通過將干擾功率擴(kuò)散到數(shù)據(jù)鏈之外的增強(qiáng)信號(hào)。抗干擾系數(shù)的數(shù)學(xué)定義為：抗干擾系數(shù)（dB）=處理增益（dB）+衰減系數(shù)（dB）。衰減系數(shù)系統(tǒng)正常工作用的信噪比和所要求信噪比的比值。天線增益多少dB，抗干擾系數(shù)就隨之增加。通過干擾系數(shù)來表示出來，包括天線增益、處理增益。

5　結(jié)束語

現(xiàn)今社會(huì)，加強(qiáng)無人機(jī)系統(tǒng)的裝備建設(shè)對(duì)于高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)具有重要作用，解決干擾系統(tǒng)運(yùn)行的各種問題，突破創(chuàng)新無人機(jī)測(cè)控與傳輸系統(tǒng)技術(shù)，有效促進(jìn)新型無人機(jī)的運(yùn)用和發(fā)展任重而道遠(yuǎn)。

[1]吉彩妮，郭忠誠(chéng).無人機(jī)測(cè)控與信息傳輸系統(tǒng)相關(guān)問題研究[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2014-02-10.

[2]曾勇，代紅，陳琪，章偉林.IP over CCSDS網(wǎng)關(guān)在無人機(jī)測(cè)控與信息傳輸系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2016-10-18.