無人機(jī)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)-手冊(cè)

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1、.1.概論：無人機(jī)，即無人駕駛的飛機(jī)。是指在飛機(jī)上沒有駕駛員，只是由程序控制自動(dòng)飛行或者由人在地面或母機(jī)上進(jìn)行遙控的飛機(jī)。它裝有自動(dòng)駕駛儀、程序控制系統(tǒng)、遙控與遙測(cè)系統(tǒng)、自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)、自動(dòng)著陸系統(tǒng)等，通過這些系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離飛行并得以控制。無人機(jī)與有人駕駛的飛機(jī)相比而言，重量輕、體積小、造價(jià)低、隱蔽性好，特別宜于執(zhí)行危險(xiǎn)性大的任務(wù)，因此被廣泛應(yīng)用。二、無人機(jī)的特點(diǎn)及技術(shù)要求無人機(jī)沒有飛行員，其飛行任務(wù)的完成是由無人飛行器、地面控制站和發(fā)射器組成的無人機(jī)系統(tǒng)在地面指揮小組的控制一下實(shí)現(xiàn)的。據(jù)此，無人機(jī)具有以下特點(diǎn):（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。沒有常規(guī)駕駛艙，無人機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸比有人駕駛飛機(jī)小得多。有一種無

2、尾無人機(jī)在結(jié)構(gòu)上比常規(guī)飛機(jī)縮小40%以上。重量減輕，體積變小，有利于提高飛行性能和降低研制難度。（2）安全性強(qiáng)。無人機(jī)在操縱人員培訓(xùn)和執(zhí)行任務(wù)時(shí)對(duì)人員具有高度的安全性，保護(hù)有生力量和稀缺的人力資源?？梢杂脕韴?zhí)行危險(xiǎn)性大的任務(wù)。（3）性能提高。無人機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)不用考慮飛行員的因素。許多受到人生理和心理所限的技術(shù)都可在無人機(jī)上使用，從而突破了有人在機(jī)的危險(xiǎn)，保證了飛行的安全性。（4）一機(jī)多用，稍作改進(jìn)后發(fā)展為輕型近距離對(duì)地攻擊機(jī)。......（5）采用成熟的發(fā)動(dòng)機(jī)和主要機(jī)載設(shè)備，以減少研制風(fēng)險(xiǎn)與經(jīng)費(fèi)投入，加快研制進(jìn)度。聯(lián)合研制以減小投資風(fēng)險(xiǎn)、解決經(jīng)費(fèi)不足有利于擴(kuò)大出口及揚(yáng)長(zhǎng)技術(shù)與設(shè)備優(yōu)勢(shì)。（6）

3、研制綜合訓(xùn)練系統(tǒng)。技術(shù)要求有:（1）信息技術(shù)包括信息的收集和融合，信息的評(píng)估和表達(dá)，防御性的信息戰(zhàn)、自動(dòng)目標(biāo)確定和識(shí)別等；（2）設(shè)備組成包括低成本結(jié)構(gòu)、小型化及模塊化電子設(shè)備、低可見性天線、小型精確武器、可儲(chǔ)存的高性能發(fā)動(dòng)機(jī)及電動(dòng)作動(dòng)器等；（3）性能實(shí)現(xiàn)包括先進(jìn)的低可見性和維護(hù)性技術(shù)、任務(wù)管理和規(guī)劃、組合模擬和訓(xùn)練環(huán)境等。三、無人機(jī)系統(tǒng)按照功能劃分，主要包括四部分:（1）飛行器系統(tǒng)包括空中和地面兩大部分?？罩胁糠职ǎ簾o人機(jī)、機(jī)載電子設(shè)備和輔助設(shè)備等，主要完成飛行任務(wù)。地面部分包括：飛行器定位系統(tǒng)、飛行器控制系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)以及發(fā)射回收系統(tǒng)，主要完成對(duì)飛行器的遙控、遙測(cè)和導(dǎo)航任務(wù)，空中與地面

4、系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)鏈路建立起緊密聯(lián)系。（2）數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)包括：遙控、遙測(cè)、跟蹤測(cè)量設(shè)備、信息傳輸設(shè)備、數(shù)據(jù)中繼設(shè)備等用以指揮操縱飛機(jī)飛行，并將飛機(jī)的狀態(tài)參數(shù)及偵察信息數(shù)據(jù)傳到控制站。（3）任務(wù)設(shè)備系統(tǒng)包括：為完成各種任務(wù)而需要在飛機(jī)上裝載的任務(wù)設(shè)備。......（4）后勤保障系統(tǒng)如檢測(cè)設(shè)備，維修設(shè)備，運(yùn)輸設(shè)備，后勤設(shè)備等。2無人機(jī)的飛行控制與測(cè)控?cái)?shù)據(jù)傳輸無人機(jī)的測(cè)控?cái)?shù)據(jù)傳輸均采用無線通信方式將遙控信息由地面站發(fā)送至無人機(jī)稱為無線遙控（上行通道）。無人機(jī)將飛行中的各種狀態(tài)信息發(fā)給地面站稱為無線遙測(cè)（下行通道）。無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的核心問題主要是單/雙無線通道的選擇、電臺(tái)的選擇、天線的選擇和安裝姿態(tài)。3

5、.1雙無線通道與單無線通道的比較遙控遙測(cè)獨(dú)立分別采用各自的電臺(tái)、天線、無線頻點(diǎn)稱之為雙無線通道的測(cè)控系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)是時(shí)序獨(dú)立互相之間沒有影響但存在一些嚴(yán)重問題：上行、下行分別采用無線通道于是地面和機(jī)上就都有了二套電臺(tái)、天線、頻率地面系統(tǒng)雖然增加了操作的工作量但并無大礙。而機(jī)上系統(tǒng)設(shè)備增加使系統(tǒng)復(fù)雜、重量加大卻是一個(gè)嚴(yán)重的問題。無人機(jī)的重量增加是影響起飛、空速、續(xù)航時(shí)間的一個(gè)重要原因。系統(tǒng)復(fù)雜又必然造成可靠性降低。在靶機(jī)上要放置二根天線一般只能垂直尾翼上放一根在水平副翼上放一根這樣這兩個(gè)天線極化方向是不同的而地面站架設(shè)的天線則是二根天線全是垂直放置必然造成其中一路通信效果變差。結(jié)果總是出現(xiàn)一路通

6、信距離近的問題.......遙控遙測(cè)共用同一套電臺(tái)、天線、無線頻點(diǎn)采用時(shí)分工作方式稱為單無線通道的測(cè)控系統(tǒng)。它的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)化了機(jī)上設(shè)備的數(shù)量和線路的復(fù)雜性降低了無人機(jī)整機(jī)重量同時(shí)機(jī)上天線與地面天線極化方向相同大大提高了通信距離。但這種測(cè)控系統(tǒng)對(duì)電臺(tái)的可靠性要求更高。本文工作開始前無人機(jī)的測(cè)控系統(tǒng)主要采用雙無線通道的方式設(shè)備復(fù)雜遙控遙測(cè)距離近的問題一定存在。3.2無人機(jī)飛行的無線通道無人機(jī)的無線通道分為無線遙控（上行）通道和無線遙測(cè)（下行）通道。無線遙控（上行）通道完成遙控指令、參數(shù)信息等數(shù)據(jù)的傳輸。指令：地面站發(fā)給電臺(tái)經(jīng)地面天線發(fā)射機(jī)上天線接收后電臺(tái)將指令發(fā)給飛行控制系統(tǒng)飛行控制系統(tǒng)接收到指

7、令后交給遙測(cè)系統(tǒng)已接收指令該指令執(zhí)行后又將交給遙測(cè)系統(tǒng)已執(zhí)行指令。參數(shù)（原點(diǎn)、飛行參數(shù)、航路信息）：地面站發(fā)給電臺(tái)經(jīng)地面天線發(fā)射機(jī)上天線接收后電臺(tái)將參數(shù)發(fā)給飛行控制系統(tǒng)飛行控制系統(tǒng)接收到參數(shù)后存入掉電保持的存儲(chǔ)器然后再從存儲(chǔ)器中讀出參數(shù)交遙測(cè)系統(tǒng)發(fā)回地面。供地面站校驗(yàn)。無線遙測(cè)（下行）通道完成無人機(jī)飛行過程中各狀態(tài)參數(shù)的收集并發(fā)送給地面站。在調(diào)參時(shí)也負(fù)責(zé)回傳參數(shù)信息。3.3無人機(jī)飛行控制器飛行控制器是負(fù)責(zé)飛行控制系統(tǒng)信號(hào)