无人机远程控制研究与应用

赵静宇　李洪亮

摘要：通过对无人机远程控制链路几种情况的原理的分析，为我们深入理解无人机远程控制提供了一定的帮助，进而掌握各种不同链路的功能，为实际应用提供了理论依据，对无人教学提供了丰富的资料。

关键词：无人机;远程控制;研究与应用

中图分类号：V279

文献标识码：A

文章编号：2095-6487（2019）02-0013-02

0引言

无人级远程控制，对于不同级别的无人机，链路是不大一样的。但它不能摆脱点对点通信和数据链路。点对点通信实现了网络中任意两个用户之间的信息交换。当车站接收到数据和点对点通信的识别信息时，比较系统号和地址号。当系统号和地址号符合本地条件时，将数据传输到用户终端。否则，数据将被丢弃，不会传输到用户终端。在点对点通信中，只有一个用户接收信息。点对点连接是两个系统或进程之间的专用通信链路。而数据链通信系统，全称为管制员一飞行员数据链通信系统，其主要功能是管制员与飞行员之间利用数据代替话音的空中交通管制手段，其应用可以空中交通服务设施提供了数据链通信服务，包括标准格式的放行，申请，报告等”。可以弥补话音通信的信道拥挤、误解、信号听错、信号失真，信号破坏，以文本形式为飞行员提供当时的管制信息。文中以将重点研究无人机的链路通信系统和应用。

1无人机链路系统

控制站与无人机之间进行的实时信息交换需要通过通讯链路系统来实现。地面控制站需要将指挥、控制以及任务指令及时地传输到无人机上;同样，无人机也需要将自身状态以及相关任务数据发回地面控制站。无人机系统中的通讯链路也称为数据链。

根据传输方向，无人机数据链可分为上链和下链。上行链路主要完成地面站到无人机的遥控命令的传输和接收，下行链路主要完成无人机到地面站的遥感数据和红外或电视图像的传输和接收，并根据定位信息的传输利用上下链路进行测距。数据链路的性能直接影响无人机的性能。

衡量无人机数据链路是否优秀主要通过几点：

（1）是否具有跳频扩频功能。

（2）是否具有存储转发功能。

（3）是否具有数据加密功用。

（4）是否具有高速率。

（5）是否具有低功耗，低误码率和高接收灵敏度。

军用无人机的通讯链路系统可以很复杂，包括很多条链路。有指挥部到地面站的，地面站到无人机的，无人机到卫星的，卫星于是指挥部的，机群中无人机之间的等。

民用：无人机的通讯链路系统一般很简单，就2到3条链：

第1条就是我们手里的RC遥控器和无人机上的遥控接收机构成的，上传的单身链路;我们人发指令，飞机接收指令;用于视距内控制"飞机。

第2条就是我们常说的数传，由笔记本连接的一个模块和飞机上的一个模块构成双向链路;我们人发修改航点等指令，飞机收;飞机发位置、电压等信息，我们收;用于视距外控制飞机。

航拍类的无人机还有第3条链，就是我们常说的图传，由飞机上的发射模块和地面上的接收模块构成的，下传的单向链路;、飞机发图像，我们收图像;用于监控摄像头方向和效果2。

随着信息技术的发展，无人机的控制将网络化，所以将来的无人机链路一定会摆脱一条条链同、一根根线，那将是一个信息的网，再不受今天这种距离与频率的限制。

2RC遥控器简介及系统组成

RC遥控主要用于视距范围内地面人员对飞行器的手控操纵。也是目前大多数据消费级无人机飞行必备的一条数据链系统。RC遥控设备分为遥控发射机和接收机两部分，配对后使用。

2.1遥控发射机

遥控发射机外部有一根天线，遥控指令就是通过机壳表面的杆、开关和按扭，经过内部电路的调制、编码，再通过高频信息放大电路由天线将电磁波发射出去的。

2.2遥控接收机

遥控接收机是安装在飞行器上用来接收无线电信号的。它会处理来自遥控发射机的无线电信号，将所接收的信号进行放大、整形、解码，并把接收来的信号转换成舵机与电调可以识别的数字信号，传输给舵机与电调，这样无人机就会通过执行机构来完成我们发出的动作指令。

3数传链路

无人机的数传链路由数值模块组成。它是由地面站计算机连接的一个模块和飞机上的另一个模块构成的双向链路。我们人发修改航点等指令，飞机收;飞机发位置、电压等信息，我们收无线数传电台是采用数字信息处理、数字调制解调等技术，具有前向纠错、均衡软判决等功能的无线数据传输电台。无线数传电台分模拟和DSP两种技术。

4图传链路

用于航拍类的无人机需要安装图传链路，它是飞由机上的图传发射模块和地面上的图传接收模块构成的，下传的单向链路。飞机发图像，我们收图像，用于监控摄像头方向和效果。

正是有了图传后，我们才在操纵无人机时获得了身临其境的感觉。现有的图传主要有模拟和数字两种。5结束语

一般情况下，采用无线电波无人机的可操控范围通常仅限于1公里左右。除了飞行距离受限外，信号容易受到障碍物阻挡，抗干扰能力差。而采用4.5G移动网络，无人机只要在网络覆盖的地方都可被操控飞行，甚至可以实现超视距飞行;这也同时让无人机具备了极佳的抗干扰能力，大幅提高了无人机飞行安全性。

近几年，无人机行业发展迅速，在交通运输、农业植保、抢险救灾、工业生产、媒体娱乐等领域发挥了重要作用。伴随着无人机应用的广泛开展，原先的无人机与遥控器之间的点对点通信方式已经无法满足需求，通过移动网络的联网无人机成为发展趋势。4.5G商用网络为无人机的超视距控制、数据传输和飞行提供了有力保障。

未来，新一代5G网络具备的超大带宽、超低时延、高可靠、广覆盖特性将赋予无人机更多的能力，在交通、物流、安防、植保等领域，无人机的应用会逐步拓宽，最终构建成为真正的“网联天空”。5G时代将开启无人机等众多行业的蓝海市场。

参考文献

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