曹正陽 張明
摘 要:隨著科技的不斷進步,信息技術新時代隨之到來,無人機在我國各個領域得到普遍的應用,測控技術得到了進一步的完善和發(fā)展,其主要是對信息的監(jiān)測、控制和傳輸,工作模式是通過遙控和信息的傳輸實現。工作系統的構建模塊主要是數據鏈和地面控制兩個,這兩個模塊的水平決定了無人機的性能。
關鍵詞:無人機;測控技術;信息傳輸技術
隨著信息時代的到來,無人機技術在我國慢慢嶄露頭角,其核心技術就是無人機測控技術,數據線和控制系統是無人機工作系統主要的兩個模塊。無人機在工作時,它由數據鏈路完成以確保其傳輸質量,它需要強大的能力來抵抗傳輸數據信號的干擾,以應對復雜的測量和控制條件。
1 無人機測控的重要技術
1.1 地面控制
地面控制是無人機測量和控制技術的關鍵研究指標之一,無人機的機體相當于電腦的機身、人體的肌肉骨骼,控制站就相當于電腦的處理器、人類的大腦。地面控制站主要是對無人機擬定相應的任務計劃和飛行策略,按照任務的要求在地面發(fā)出命令來對無人機進行控制,同時根據無人機做任務時偵測到的信息、設備參數、目標定位、飛行參數等不斷進行實時飛行命令的調整。地面控制的研究重點主要是以下幾點:
測控系統通用化及互操技術——在無人機執(zhí)行不同的任務時,可能需要不同類型的無人機,所以控制站的構建就需要具備兼容性,以滿足無人機在執(zhí)行不同的任務時能夠通用,可以互相操作的要求。
一站多機控制——從字面上就可理解,站即控制站,機即無人機,利用一個控制站,對同種類或者不同種類的兩個或兩個以上的無人機進行運用和操作。
無人機任務制定與監(jiān)控技術——無人機的工作需要實時性,不僅要控制站能夠發(fā)出命令來控制無人機,無人機監(jiān)測后反饋的信息還需要控制站能夠對其進行實時處理。
便攜結構設計和裝載技術——無人機在設計時需要無人機更快地做出響應。
1.2 數據鏈路
數據鏈路也是無人機測控系統的研究方向之一,同樣,無人機中的數據鏈路就相當于電腦的內存、人體的神經脈絡。所以,相當于內存和神經脈絡的無人機,其功能主要受數據鏈路功能的影響。它研究的主要技術體現在:
“四合一”的一體化技術——跟蹤、遙測、通信和信息傳輸作為無人機的“四”,在初期時這些都是分開控制的,有各自的信息渠道,這使得無人機的控制很復雜,隨著“四合一”一體化技術的使用,降低了無人機操作的復雜性。
無人機視頻壓縮編碼技術——無人機中視頻信息的傳導范圍受數據鏈路技術的影響,數據鏈路對其起決定性作用,視頻的壓縮編碼技術能夠降低傳輸過程中對寬帶的占用,進而提高傳輸的速率和范圍。
數據通訊抗干擾傳輸技術——在信息化時代,電子化產品愈加繁多,使得受到干擾的幾率就會愈大,所以,無人機抗電子干擾能力越好,則其性能越好。
一站多機數據鏈技術——與上文中控制站的一站多機概念相同,能夠有多個無人機同時進行信息的傳輸。
自組網測控通信技術——無人機在工作過程中,通過其自組網絡,由線路構建的信息通道形成能夠不斷變化的網絡拓撲結構,使得其能順利完成任務。
1.3 抗干擾性
無人機測控系統的抗干擾程度是評判無人機優(yōu)劣的關鍵指標,抗干擾能力越強,越能夠滿足在復雜的環(huán)境中測控,并且能夠來回的傳輸、執(zhí)行高質量的信息和任務,可以更有效的避免任務執(zhí)行中止或者傳輸信號受到干擾帶來的經濟損失。人為干預和環(huán)境干預是抗干擾技術中需要解決的兩個主要方面,在應對人為的干預時的解決方式有抗干擾編碼的方式,還有直擴方式;信號差的地方,可以對網絡覆蓋的范圍進行擴展,來提高無人機工作的質量,這是應對環(huán)境干擾的一種方式。
2 無人機測控技術的發(fā)展現狀
早期無人機的測控技術對各個性能的實現都是有獨立的信息渠道,例如視頻、音頻、圖像、遙控等均有各自特定的工作渠道和操作程序,雖然這樣控制時較為精準,但是操作性和實用性存在較大問題,只能夠完成一些簡單的監(jiān)測和控制的任務,對于復雜性的任務,完成度很小。隨著科技的不斷發(fā)展和進步,現在已經實現了“三合一”和“四合一”一體化的技術,相對來說能夠更加順利和較為簡單的操作就能完成較為復雜的任務,尤其“四合一”的技術,傳輸的效率更高一些,使得數據鏈路的作用得到充分的發(fā)揮。
3 無人機測控技術的發(fā)展趨勢
隨著經濟全球化,信息時代的到來,無人機在軍事上的應用愈加廣泛,如此,對無人機的發(fā)展趨勢要求愈高。
首先,靈敏性。信息時代的到來,科技不斷進步,對技術性的事物要求越來越高,無人機作為航空技術中的一部分,更是屬于前端科技,所以對其性能的要求標準更高,需要有更完善的測控系統,能夠滿足更加復雜的條件的測控需求,在軍事上的無人機來說,體積和質量越小越好。
其次,傳輸性。信息傳輸的質量和實效性是在無人機測控時比較重要的要求,尤其是在軍事中,對傳輸過來的信息質量和準確性的要求標準更加高,這樣才能對軍事的作戰(zhàn)提供有利的依據,同時,無人機信號的保密性也要具備,以防敵軍或者第三方切斷、篡改、干擾信息。
第三,通道容量。現如今網絡信息的不斷發(fā)展,對無人機的使用功能要求也更加高,通常執(zhí)行的任務是較為復雜的,所以,單個無人機一般無法完成指定任務,大部分是多機聯用,會產生的數據信息量較為龐大,這樣就需要更大的傳輸通道容量,使得任務能夠準確完成。
4 結語
信息化時代的不斷發(fā)展,無人機逐漸在世界各個領域得到普遍的應用,同時我國的無人機也隨著科技的進步而不斷發(fā)展,但在實際的操作中仍有些缺陷,因此,要根據無人機測控技術的發(fā)展和需要,不斷進行技術的改革和創(chuàng)新,提高我國無人機測控的水平。
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作者簡介:曹正陽(1983-),男,漢族,內蒙古包頭人,工程師,研究方向:機械電子工程;張明(1989-),男,漢族,陜西西安人,工程師,研究方向:機械結構設計。