衛(wèi)星通信系統(tǒng)在無(wú)人直升機(jī)上的應(yīng)用

黃玉匯 吳宇

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，無(wú)人直升機(jī)取得了更大的發(fā)展，展現(xiàn)出更高的科技含量，緊跟著一系列相關(guān)科技難題被逐漸攻克解決，新一代無(wú)人直升機(jī)性能更加優(yōu)良，新一代無(wú)人直升機(jī)具有起飛、著陸占用面積小，可垂直升降、空中懸停、空中巡邏、快速轉(zhuǎn)變航向等優(yōu)勢(shì)，不僅可以應(yīng)用于軍事武裝、在交通執(zhí)法監(jiān)察、海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面也大有作為。加上衛(wèi)星通信系統(tǒng)在無(wú)人直升機(jī)上的應(yīng)用，使得無(wú)人直升機(jī)的操作精準(zhǔn)性更高，在維持無(wú)人直升機(jī)原有的特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，不斷進(jìn)行改革創(chuàng)新，克服了發(fā)展初期無(wú)人直升機(jī)數(shù)據(jù)不連通的缺陷，推動(dòng)了無(wú)人直升機(jī)技術(shù)的再發(fā)展。

關(guān)鍵詞：衛(wèi)星通信系統(tǒng);無(wú)人直升機(jī);信息技術(shù)

這里所說(shuō)的衛(wèi)星通信系統(tǒng)實(shí)際上是一種微波通信，它以衛(wèi)星作為中繼站轉(zhuǎn)發(fā)微波信號(hào)，在多個(gè)地面站之間通信，衛(wèi)星通信的主要目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)地面的“無(wú)縫隙”覆蓋，由于衛(wèi)星工作于幾百、幾千、甚至上萬(wàn)公里的軌道上，因此覆蓋范圍遠(yuǎn)大于一般的一般通信系統(tǒng)。無(wú)人直升機(jī)上運(yùn)用衛(wèi)星通信技術(shù)可以使得無(wú)人直升機(jī)實(shí)時(shí)獲得通訊信號(hào)，隨時(shí)下達(dá)任務(wù)指令，能夠保證無(wú)人機(jī)更加精準(zhǔn)的執(zhí)行任務(wù)。衛(wèi)星通信系統(tǒng)在無(wú)人直升機(jī)系統(tǒng)中保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)聯(lián)通、提高無(wú)人直升機(jī)的安全性、實(shí)現(xiàn)“雙向通行”的功能、節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本。

（一）保證控制線路不中斷

無(wú)人直升機(jī)具有起停占用面積小，可空中懸停、垂直起降等優(yōu)點(diǎn)，所以無(wú)人直升機(jī)能夠在一些特殊地理環(huán)境的區(qū)域，以及人體的生理極限無(wú)法正常駕駛直升機(jī)的區(qū)域執(zhí)行科研任務(wù)。無(wú)人直升機(jī)通過(guò)安裝無(wú)人駕駛軟件系統(tǒng)，就能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)操作，完成有人駕駛直升機(jī)和固定翼無(wú)人駕駛直升機(jī)無(wú)法完成的任務(wù)。無(wú)人直升機(jī)固然有它優(yōu)良的性能，但是在實(shí)際任務(wù)中出現(xiàn)的一些問(wèn)題，也是無(wú)人直升機(jī)現(xiàn)階段亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。在進(jìn)行某些科研任務(wù)過(guò)程中，無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)聯(lián)通，導(dǎo)致操作系統(tǒng)混亂，錯(cuò)失采取數(shù)據(jù)的最佳時(shí)機(jī)。例如在執(zhí)行山區(qū)飛行或執(zhí)行遠(yuǎn)程海島巡視任務(wù)時(shí)，因?yàn)榈乩憝h(huán)境的緣故，數(shù)據(jù)傳輸距離較遠(yuǎn)，地理環(huán)境阻礙能力強(qiáng)，如何保證在執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中，信息聯(lián)通不中段？在執(zhí)行科研數(shù)據(jù)測(cè)繪任務(wù)、或者管道或電力線路巡檢任務(wù)時(shí)，應(yīng)如何保證無(wú)人直升機(jī)的導(dǎo)航精度，以及數(shù)據(jù)精度？這些問(wèn)題直到衛(wèi)星通信系統(tǒng)在無(wú)人直升機(jī)方面有所應(yīng)用，才徹底解決。運(yùn)用衛(wèi)星通信系統(tǒng)，可以對(duì)地表的任何一個(gè)位置進(jìn)行數(shù)據(jù)傳導(dǎo)，保證無(wú)人直升機(jī)在執(zhí)行任務(wù)時(shí)，控制鏈能夠?qū)崟r(shí)連接，確保通信的暢通。

（二）增強(qiáng)應(yīng)急能力，提高飛機(jī)的安全性

就以往的無(wú)人直升機(jī)來(lái)說(shuō)，在執(zhí)行任務(wù)時(shí)都是按照預(yù)先設(shè)定的計(jì)劃目標(biāo)。進(jìn)行無(wú)人直升機(jī)科研或軍事任務(wù)時(shí)，只要開(kāi)啟無(wú)人直升機(jī)的啟動(dòng)系統(tǒng)，它就會(huì)按照原有的計(jì)劃設(shè)定去完成任務(wù)。但是在遇到一些突發(fā)情況時(shí)，原本設(shè)定的系統(tǒng)中沒(méi)有當(dāng)前緊急情況的預(yù)案，就會(huì)導(dǎo)致飛機(jī)出現(xiàn)安全事故。在使用衛(wèi)星通信系統(tǒng)后，在無(wú)人直升機(jī)出現(xiàn)意外時(shí)，如遭遇緊急迫降需要救援時(shí)，且降落區(qū)域搜尋比較困難;衛(wèi)星通信系統(tǒng)會(huì)通過(guò)預(yù)先設(shè)置的一些專(zhuān)用指令，在無(wú)人機(jī)出現(xiàn)故障后及時(shí)發(fā)回位置信息，便于搜救回收，從而提高了無(wú)人直升機(jī)的安全性能。

（三）實(shí)現(xiàn)“雙向通行”功能

衛(wèi)星通信系統(tǒng)的最突出特點(diǎn)是具有雙向通行功能，如果在無(wú)人直升機(jī)上配有相應(yīng)的衛(wèi)星系統(tǒng)收發(fā)裝置，就可以實(shí)現(xiàn)用較小的代價(jià)實(shí)現(xiàn)無(wú)人直升機(jī)在復(fù)雜地形條件下的取得可靠測(cè)控?cái)?shù)據(jù)，再根據(jù)反饋回來(lái)的地理環(huán)境數(shù)據(jù)做出相應(yīng)的調(diào)整。除此之外衛(wèi)星通信系統(tǒng)的終端還可以進(jìn)行應(yīng)急搜救，執(zhí)行火情任務(wù)時(shí)，特別在森林防火救援中，可以將無(wú)人直升機(jī)系統(tǒng)與衛(wèi)星通信森林火情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)合，無(wú)人直升機(jī)就能夠?qū)崿F(xiàn)快速定位火場(chǎng)坐標(biāo)、火情態(tài)勢(shì)等信息，并通過(guò)衛(wèi)星通信系統(tǒng)終端發(fā)往前線滅火部隊(duì)及后方指揮部。

（四）節(jié)約無(wú)人直升機(jī)的運(yùn)營(yíng)成本

以往的中小型無(wú)人直升機(jī)系統(tǒng)中，直升機(jī)本身在體積、功耗和成本方面存在著限制，在無(wú)人直升機(jī)系統(tǒng)中廣泛使用GPS作為主要的導(dǎo)航定位手段。但由于國(guó)內(nèi)GPS碼的導(dǎo)航定位精度較為有限，加上地面基站建設(shè)不足，沒(méi)有建設(shè)大范圍覆蓋的地面GPS差分系統(tǒng)。為緩解精度不足造成的影響，通常會(huì)將GPS設(shè)備與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)構(gòu)成組合導(dǎo)航系統(tǒng)，以便提高導(dǎo)航定位精度和實(shí)時(shí)性，組合導(dǎo)航系統(tǒng)復(fù)雜，出現(xiàn)問(wèn)題的幾率大暫且不說(shuō)，顯著增加的系統(tǒng)成本已然將問(wèn)題擺在眼前。另一方面在執(zhí)行科研任務(wù)時(shí)，比如在電力巡線、油氣管道巡檢、山區(qū)測(cè)繪等領(lǐng)域中，無(wú)人直機(jī)系統(tǒng)中存在的一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題是由于山區(qū)地形遮擋造成的視距測(cè)控?cái)?shù)據(jù)鏈經(jīng)常性中斷，類(lèi)似的問(wèn)題在無(wú)人直升機(jī)需要遠(yuǎn)距離飛行時(shí)更加突出?，F(xiàn)階段可采用衛(wèi)星通信數(shù)據(jù)鏈，新一代衛(wèi)星通信設(shè)備可以保證通信數(shù)據(jù)鏈連通，衛(wèi)星通信系統(tǒng)在無(wú)人直升機(jī)上得以運(yùn)用，相比在地表建立大批的數(shù)據(jù)中繼站，大大降低了無(wú)人直升機(jī)的運(yùn)營(yíng)成本。

結(jié)語(yǔ)

無(wú)人直升機(jī)是尖端科學(xué)技術(shù)的代表，完備掌握無(wú)人直升機(jī)的應(yīng)用技術(shù)，不僅是國(guó)家強(qiáng)大綜合國(guó)力的體現(xiàn)，同樣也是把握戰(zhàn)略資源，開(kāi)展科學(xué)研究的重要條件。衛(wèi)星通信系統(tǒng)作為近幾年來(lái)中國(guó)具有戰(zhàn)略意義的重要信息基地和戰(zhàn)略設(shè)施，在各個(gè)行業(yè)，各個(gè)領(lǐng)域中展現(xiàn)出了衛(wèi)星通信系統(tǒng)的強(qiáng)大能力以及巨大的發(fā)展?jié)摿?。單就衛(wèi)星通信系統(tǒng)在無(wú)人直升機(jī)方面的應(yīng)用，就解決了現(xiàn)階段無(wú)人直升機(jī)的大部分難題，很大程度上促進(jìn)了無(wú)人直升機(jī)技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星通信系統(tǒng)與無(wú)人直升機(jī)的操作系統(tǒng)相互結(jié)合，創(chuàng)造出了科研領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域一個(gè)又一個(gè)奇跡，成為我國(guó)高科技技術(shù)的代表。我們相信，在日后的科技發(fā)展中，無(wú)人直升機(jī)能夠更加高效的運(yùn)用到各項(xiàng)任務(wù)中，在衛(wèi)星通信系統(tǒng)的輔助下，無(wú)人直升機(jī)的發(fā)展前景非常廣闊。隨著衛(wèi)星通信系統(tǒng)無(wú)人直升機(jī)方面被廣泛運(yùn)用，在運(yùn)用過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)種種問(wèn)題，還需要在不斷適應(yīng)中相互磨合，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并能解決問(wèn)題，相信在日后的發(fā)展中，衛(wèi)星通信系統(tǒng)在無(wú)人直升機(jī)應(yīng)用方面將會(huì)更有作為，創(chuàng)造出新一代高科技技術(shù)奇跡。

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