无人机分区域限飞系统研究

关建文黄聪颖孙伟俍

北华大学电气信息工程学院吉林132013

无人机分区域限飞系统研究

关建文黄聪颖孙伟俍

北华大学电气信息工程学院吉林132013

在当今社会上无人机正在越来越多的进入我们的生活，我们不能够否认生活中有它的参与能够使我们的生活变得方便，但是它的广泛使用也给我们带来一些困扰。本文针对无人机的“黑飞”和“乱飞”现象设计了一套在无人机飞行限制区域内自动阻拦无人机的智能系统。

无人机；监管；民航

新兴科技是把双刃剑。与其他新兴产品相比，无人机在公众安全方面的重要性不言而喻。无人机本身、操控者的能力和应该被允许使用范围等方面都需要加强监管。而在目前的中国，仍然缺乏有效的无人机监管措施，为保障公民和国家利益的安全，必须尽快落实一套切实可行的监管措施。

一、项目研究的内容

本系统依托中国民用航空局飞行标准司公布的《轻小型民用无人机系统运行暂行规定》征求意见稿。本项目针对无人机的“黑飞”[1]和“乱飞”现象设计一套在无人机飞行限制区域内自动阻拦无人机的智能系统。该系统包括控制器和监测器两个部分，其中控制器安装在无人机上，监测器可装载于直升机、楼宇、高塔和机动车上，自动监测固定范围的区域，并识别进入监测区域的无人机。当无人机进入警告区域时，发出警告信息限制其飞行高度，当无人机进入捕获区域时，发出控制信号将其强制控制并捕获。(如图1所示)

图1无人机飞行区域限制系统

二、项目实施方案

（一）系统组成

本项目所研究的无人机限飞系统主要以无线电信号传输与远程控制[2]为主要技

术，结合GPS定位测距技术[3]辅助完成。根据地面设备的发射信号和系统内部的信号接收模块进行工作，以达到在特定区域禁飞的要求。系统主要包括控制器和监测器两个部分，控制器安装于无人机上由监测器信号接收模块、驾驶员遥控信号接收模块、无人机飞行控制模块和控制器信息发送模块组成，监测器可安装于飞机、车辆、高塔和高楼上，由控制器信息接收模块、监测器数据处理模块、监测信号发送模块和控制信号发送模块组成。

（二）系统工作流程

申请人向有关部门申请使用本套系统，对系统解锁。设置合适的信号发射位置使信号能够覆盖限飞区域。信号发射器在特定的信号频段中由低频到高频不间断发射信号，当无人机闯入限飞区域[4]时会接收到能与之匹配的信号进行连接，同时无人机会向系统自动反馈一个信号，将自身GPS的信息传送给系统[5]，系统接收无人机反馈的信息锁定无人机并计算出无人机的距离，在不同的区域范围内无人机执行不同的系统命令实现限飞要求。

三、系统安全性

（一）系统的使用权

由于本系统的特殊性，如果被不法份子利用可能会对他人造成巨大的财产损失，为避免这样的情况发生，我们将对此套系统进行加密由国家有关部门进行管理。要使用本套系统需向有关部门进行申请，对系统进行解锁方可使用。

（二）无人机的安全捕获

本系统采用发射能与无人机匹配的信号对其捕获，考虑到可能会与原控制信号发生冲突导致无人机坠毁，所以系统在捕获无人机的同时将切断无人机与原控制信号之间的联系，并利用无人机的惯性制导功能保障在捕获过程中无人机的安全。

四、总结

在本次项目设计过程中本团队比较全面地研究了信号处理的各种方法，提出了一句信号处理且应用单片机技术来检测。处理信号的方法，实现了快速、自动、高效无分机分区域限飞。

[1]樊大彧.《不能让无人机再“黑飞”下去》，新华网，2017,5,15

[2]肖景明,王元坤.电波传播工程计算，西安电子科技大学出版社，1989

[3]李天文.GPS原理与应用[M]。科学出版社，2004：p2

[4]邹青宇.一种移动式无人机飞行区域限制系统[P].中国专利:ZL 2016 2 2 0441060.1,2016-11-30

[5]曹江波.GPS定位及通信系统的应用设计，大连理工大学，2005

关建文，1994-10，男，山西大同人，北华大学学生。

国家大学生创新创业训练计划项目（项目名：无人机分区域限飞系统）。