无人机测控与信息传输技术发展综述

2019-12-17 08:03曹正阳张明
科技风 2019年33期
关键词:测控技术无人机

曹正阳 张明

摘 要:随着科技的不断进步,信息技术新时代随之到来,无人机在我国各个领域得到普遍的应用,测控技术得到了进一步的完善和发展,其主要是对信息的监测、控制和传输,工作模式是通过遥控和信息的传输实现。工作系统的构建模块主要是数据链和地面控制两个,这两个模块的水平决定了无人机的性能。

关键词:无人机;测控技术;信息传输技术

随着信息时代的到来,无人机技术在我国慢慢崭露头角,其核心技术就是无人机测控技术,数据线和控制系统是无人机工作系统主要的两个模块。无人机在工作时,它由数据链路完成以确保其传输质量,它需要强大的能力来抵抗传输数据信号的干扰,以应对复杂的测量和控制条件。

1 无人机测控的重要技术

1.1 地面控制

地面控制是无人机测量和控制技术的关键研究指标之一,无人机的机体相当于电脑的机身、人体的肌肉骨骼,控制站就相当于电脑的处理器、人类的大脑。地面控制站主要是对无人机拟定相应的任务计划和飞行策略,按照任务的要求在地面发出命令来对无人机进行控制,同时根据无人机做任务时侦测到的信息、设备参数、目标定位、飞行参数等不断进行实时飞行命令的调整。地面控制的研究重点主要是以下几点:

测控系统通用化及互操技术——在无人机执行不同的任务时,可能需要不同类型的无人机,所以控制站的构建就需要具备兼容性,以满足无人机在执行不同的任务时能够通用,可以互相操作的要求。

一站多机控制——从字面上就可理解,站即控制站,机即无人机,利用一个控制站,对同种类或者不同种类的两个或两个以上的无人机进行运用和操作。

无人机任务制定与监控技术——无人机的工作需要实时性,不仅要控制站能够发出命令来控制无人机,无人机监测后反馈的信息还需要控制站能够对其进行实时处理。

便携结构设计和装载技术——无人机在设计时需要无人机更快地做出响应。

1.2 数据链路

数据链路也是无人机测控系统的研究方向之一,同样,无人机中的数据链路就相当于电脑的内存、人体的神经脉络。所以,相当于内存和神经脉络的无人机,其功能主要受数据链路功能的影响。它研究的主要技术体现在:

“四合一”的一体化技术——跟踪、遥测、通信和信息传输作为无人机的“四”,在初期时这些都是分开控制的,有各自的信息渠道,这使得无人机的控制很复杂,随着“四合一”一体化技术的使用,降低了无人机操作的复杂性。

无人机视频压缩编码技术——无人机中视频信息的传导范围受数据链路技术的影响,数据链路对其起决定性作用,视频的压缩编码技术能够降低传输过程中对宽带的占用,进而提高传输的速率和范围。

数据通讯抗干扰传输技术——在信息化时代,电子化产品愈加繁多,使得受到干扰的几率就会愈大,所以,无人机抗电子干扰能力越好,则其性能越好。

一站多机数据链技术——与上文中控制站的一站多机概念相同,能够有多个无人机同时进行信息的传输。

自组网测控通信技术——无人机在工作过程中,通过其自组网络,由线路构建的信息通道形成能够不断变化的网络拓扑结构,使得其能顺利完成任务。

1.3 抗干扰性

无人机测控系统的抗干扰程度是评判无人机优劣的关键指标,抗干扰能力越强,越能够满足在复杂的环境中测控,并且能够来回的传输、执行高质量的信息和任务,可以更有效的避免任务执行中止或者传输信号受到干扰带来的经济损失。人为干预和环境干预是抗干扰技术中需要解决的两个主要方面,在应對人为的干预时的解决方式有抗干扰编码的方式,还有直扩方式;信号差的地方,可以对网络覆盖的范围进行扩展,来提高无人机工作的质量,这是应对环境干扰的一种方式。

2 无人机测控技术的发展现状

早期无人机的测控技术对各个性能的实现都是有独立的信息渠道,例如视频、音频、图像、遥控等均有各自特定的工作渠道和操作程序,虽然这样控制时较为精准,但是操作性和实用性存在较大问题,只能够完成一些简单的监测和控制的任务,对于复杂性的任务,完成度很小。随着科技的不断发展和进步,现在已经实现了“三合一”和“四合一”一体化的技术,相对来说能够更加顺利和较为简单的操作就能完成较为复杂的任务,尤其“四合一”的技术,传输的效率更高一些,使得数据链路的作用得到充分的发挥。

3 无人机测控技术的发展趋势

随着经济全球化,信息时代的到来,无人机在军事上的应用愈加广泛,如此,对无人机的发展趋势要求愈高。

首先,灵敏性。信息时代的到来,科技不断进步,对技术性的事物要求越来越高,无人机作为航空技术中的一部分,更是属于前端科技,所以对其性能的要求标准更高,需要有更完善的测控系统,能够满足更加复杂的条件的测控需求,在军事上的无人机来说,体积和质量越小越好。

其次,传输性。信息传输的质量和实效性是在无人机测控时比较重要的要求,尤其是在军事中,对传输过来的信息质量和准确性的要求标准更加高,这样才能对军事的作战提供有利的依据,同时,无人机信号的保密性也要具备,以防敌军或者第三方切断、篡改、干扰信息。

第三,通道容量。现如今网络信息的不断发展,对无人机的使用功能要求也更加高,通常执行的任务是较为复杂的,所以,单个无人机一般无法完成指定任务,大部分是多机联用,会产生的数据信息量较为庞大,这样就需要更大的传输通道容量,使得任务能够准确完成。

4 结语

信息化时代的不断发展,无人机逐渐在世界各个领域得到普遍的应用,同时我国的无人机也随着科技的进步而不断发展,但在实际的操作中仍有些缺陷,因此,要根据无人机测控技术的发展和需要,不断进行技术的改革和创新,提高我国无人机测控的水平。

参考文献:

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[4]韩玉辉.无人机测控与信息传输有关系统问题探讨[J].无线电工程,2008(08):4-6.

作者简介:曹正阳(1983-),男,汉族,内蒙古包头人,工程师,研究方向:机械电子工程;张明(1989-),男,汉族,陕西西安人,工程师,研究方向:机械结构设计。

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