劉暢

摘 要：無人機(jī)測(cè)控與信息傳輸技術(shù)也稱作無人機(jī)測(cè)控技術(shù)，主要是指對(duì)無人機(jī)開展控制、遙感、定位和相關(guān)信息技術(shù)的傳輸。無人機(jī)測(cè)控與信息傳輸系統(tǒng)主要是由數(shù)據(jù)鏈和地面控制共同構(gòu)成，它的使用功能和運(yùn)用規(guī)模完全可以決定無人機(jī)系統(tǒng)的各方面性能和規(guī)模。本文主要介紹了無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域的基本概念，詳細(xì)闡述了它的技術(shù)指標(biāo)，明確了現(xiàn)在技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)；測(cè)控；傳輸技術(shù)；綜述

中圖分類號(hào)：V279 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

無人機(jī)測(cè)控與信息傳輸技術(shù)就是指對(duì)無人機(jī)開展的技術(shù)控制工作。無人機(jī)測(cè)控系統(tǒng)是組成全部無人機(jī)系統(tǒng)的主要組成部分之一。無人機(jī)的檢測(cè)系統(tǒng)主要是由數(shù)據(jù)鏈和控制系統(tǒng)組成。其中數(shù)據(jù)鏈主要包括裝在機(jī)上的機(jī)載數(shù)據(jù)裝置和安裝在地面上面的數(shù)據(jù)終端裝置。數(shù)據(jù)鏈的重要技術(shù)參數(shù)是依據(jù)作用的距離和傳輸速率以及抗干擾作用。無人機(jī)的數(shù)據(jù)鏈具有上下行傳輸能力不對(duì)稱的特征，由于無人機(jī)的數(shù)據(jù)鏈在使用的過程中處于比較惡劣的環(huán)境狀態(tài)，這也要求數(shù)據(jù)鏈應(yīng)該具有較好的兼容性、截獲的概率高的可靠性和比較強(qiáng)大的抗干擾能力，這樣才能具備在應(yīng)戰(zhàn)的條件下?lián)碛休^好的工作狀態(tài)。

1.無人機(jī)傳輸技術(shù)的關(guān)鍵

1.1 一體化綜合信息技術(shù)

在以前無人機(jī)的數(shù)據(jù)鏈通常都是采用立體制技術(shù)，這樣就會(huì)使遙控、音視頻的傳輸和定位功能都能用相對(duì)比較獨(dú)立的信道，這樣的設(shè)備相對(duì)比較復(fù)雜。同時(shí)，在技術(shù)條件方面的考慮，也是為了增加機(jī)器設(shè)備系統(tǒng)的操作更加簡(jiǎn)單，在幾十多年前，就使用了大量先進(jìn)的載波綜合體制裝置，同時(shí)也可以根據(jù)相關(guān)的實(shí)際技術(shù)需要和未來不同程度的通信綜合狀況，已經(jīng)構(gòu)成了不同形式的無人機(jī)綜合數(shù)據(jù)鏈。無人機(jī)數(shù)據(jù)鏈通常使用的是信道綜合體制，最常用的就是俗稱的“三合一”綜合信道結(jié)構(gòu)，就是指通過運(yùn)用跟蹤定位和遙測(cè)等技術(shù)手段統(tǒng)一利用載波的體制結(jié)構(gòu)，也就是使用遙測(cè)的信號(hào)技術(shù)開展跟蹤測(cè)試，通過利用遙控與遙測(cè)進(jìn)行測(cè)距工作，可以使用另外一種單獨(dú)的下行信道開展視頻信息的傳輸工作。另外一種就是常說的“四合一”綜合信道體制，就是指能夠跟蹤定位、遙控和相關(guān)信息統(tǒng)一傳輸?shù)捷d波體制結(jié)構(gòu)中，也就是視頻資料的傳輸要與遙測(cè)共同使用一個(gè)信道，再利用視頻與遙測(cè)信號(hào)開展跟蹤測(cè)角工作，就可以使用遙控與遙測(cè)開展測(cè)距工作。視頻與遙測(cè)的通用方式一共有兩種，分別為模擬音頻信號(hào)和遙測(cè)數(shù)據(jù)副載波頻分傳輸和數(shù)字視頻與遙測(cè)復(fù)合傳輸。通過采用這種綜合信道方式，可以徹底解決直接接收的問題，通過寬帶的有效信號(hào)就可以發(fā)出相應(yīng)的高精度追蹤信號(hào)。這樣就完全能夠把“四合一”的體制結(jié)構(gòu)的有效程度發(fā)揮到最高的限度，也會(huì)在現(xiàn)代無人機(jī)的數(shù)據(jù)鏈中得到廣泛應(yīng)用，但是，相比較來說，“三合一”的體制將會(huì)受到一定的限制和差別，效果不夠明顯。

1.2 無人機(jī)的編碼技術(shù)

無人機(jī)的主要任務(wù)就是將傳感器的視頻資料信息進(jìn)行傳輸，這也是無人機(jī)測(cè)控裝置的主要功能，也可以說這就是反映無人機(jī)數(shù)據(jù)鏈規(guī)模程度的主要指標(biāo)。圖像信號(hào)的主要任務(wù)就是將傳感器視頻信息表現(xiàn)出來，將視頻的圖像信號(hào)通過技術(shù)手段進(jìn)行有效的數(shù)字壓縮編碼，能夠使傳輸帶寬盡量地減少，這樣做能夠有利于該系統(tǒng)的加密和采取抗干擾手段。同時(shí)，也要根據(jù)無人機(jī)的各種使用特征，重點(diǎn)研究易于存儲(chǔ)而且具有較強(qiáng)實(shí)時(shí)功能的、具有恢復(fù)圖像質(zhì)量很好的高倍數(shù)字視頻壓縮技術(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)的抗干擾性

無人機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的抗干擾能力是反映無人機(jī)性能的一個(gè)最重要指標(biāo)。因?yàn)闊o人機(jī)系統(tǒng)通常所使用的抗干擾方法是抗干擾編碼、直接序列擴(kuò)頻、擴(kuò)跳等辦法共同結(jié)合的使用方法。它的使用既要增強(qiáng)上行窄帶遙控的抗干擾水平，同時(shí)也要逐步地處理好下行寬帶圖像的抗干擾能力。另外，應(yīng)該重點(diǎn)處理好低仰角的條件或者是山區(qū)以及城市的嚴(yán)峻復(fù)雜狀況下的抗干擾問題。

1.4 超視距傳輸技術(shù)

如果無人機(jī)的飛行距離已經(jīng)嚴(yán)重超出測(cè)控站的無線電的視距范圍時(shí)，這就要求數(shù)據(jù)鏈應(yīng)該采用相關(guān)的中繼方式。同時(shí)根據(jù)中繼設(shè)備的所在空間位置，還要將其分為衛(wèi)星中繼、空中中繼和地面中繼等?？罩兄欣^方式的轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備主要安置于航空器上面?？罩兄欣^平臺(tái)和任務(wù)的無人機(jī)間一般都是采用定向的天線，并通過數(shù)字的傳導(dǎo)跟蹤定位方式完全能夠確保天線波束的相互對(duì)準(zhǔn)完成。該種中繼方式的作用距離應(yīng)該受到中繼航空器的特殊限制，所以更適合中程無人機(jī)系統(tǒng)。

由于地面的中繼轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備放置在地面上，在正常的情況下架設(shè)在地面站和無人機(jī)之間的至高點(diǎn)處。正是因?yàn)榈孛娴闹欣^轉(zhuǎn)發(fā)裝置和地面的測(cè)控站之間會(huì)有一定的高度差，所以這種中繼方式主要是用于能夠克服復(fù)雜地形的阻擋，這樣才能適合全部的近程無人機(jī)系統(tǒng)。

1.5 一站多機(jī)技術(shù)

一站多機(jī)數(shù)據(jù)鏈就是指一個(gè)目標(biāo)檢測(cè)站能夠和許多架無人機(jī)相互之間通信的數(shù)據(jù)鏈。測(cè)控站大多數(shù)時(shí)候都是運(yùn)用時(shí)分、頻分或碼分等多種方式向這些無人機(jī)傳送相關(guān)的控制指令，通過采用這些方法可以向來自不同目標(biāo)的無人機(jī)開展參數(shù)和相關(guān)任務(wù)的傳感器信息控制。一旦發(fā)生作用距離相對(duì)較遠(yuǎn)的情況，測(cè)控站就應(yīng)該根據(jù)實(shí)際需要采用增益較高的跟蹤天線，對(duì)在無線波束不能一起到達(dá)的覆蓋區(qū)域，也可以采用若干個(gè)天線或者是多波束天線。

1.6 電磁兼容技術(shù)

無人機(jī)的數(shù)據(jù)鏈有上下行信道的情況之下，就應(yīng)該要考慮多系統(tǒng)兼容的工作和中繼轉(zhuǎn)發(fā)，這時(shí)還要加上因?yàn)榘惭b空間的各種限制，所以多信道頻收發(fā)設(shè)備的兼容問題變得更加緊張。應(yīng)該根據(jù)這些內(nèi)容的復(fù)雜程度，在頻段和頻道的設(shè)計(jì)上開展細(xì)致的考量，同時(shí)也應(yīng)該采取相應(yīng)的措施和辦法。

1.7 無人機(jī)的監(jiān)控技術(shù)

無人機(jī)在地面控制時(shí)就要完成繁重的任務(wù)計(jì)劃和監(jiān)控效果，也要根據(jù)實(shí)際狀況來處理一些數(shù)據(jù)，徹底解決好數(shù)據(jù)處理、綜合顯示和海量記錄等各種問題，就應(yīng)該做到顯示比較明晰、操作更為簡(jiǎn)單的方式。

2.無人機(jī)測(cè)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著無人機(jī)技術(shù)的增強(qiáng)，對(duì)飛機(jī)的機(jī)上任務(wù)量也在逐步增大，這就要求數(shù)據(jù)鏈下行數(shù)據(jù)經(jīng)常應(yīng)該開展傳輸速率的提高工作。所以應(yīng)該研究更高性能的無人機(jī)，就應(yīng)該從以下幾個(gè)方面開展工作：

2.1 對(duì)圖像的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理，這樣能夠提高數(shù)據(jù)的速率和高速數(shù)據(jù)的解調(diào)工作，也使更高頻段的寬帶能夠接受發(fā)信機(jī)的技術(shù)，也有可能達(dá)到激光通信技術(shù)。

2.2 隨著電子戰(zhàn)技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)無人機(jī)的數(shù)據(jù)鏈也提出了更多的要求，應(yīng)該加強(qiáng)數(shù)據(jù)鏈的提高和抗截獲能力的提升。所以，應(yīng)該研究更強(qiáng)性能的數(shù)據(jù)鏈技術(shù)，特別是要研究適應(yīng)復(fù)雜林區(qū)或城市惡劣環(huán)境條件的抗干擾技術(shù)。

2.3 應(yīng)該根據(jù)無人機(jī)的多機(jī)編隊(duì)特點(diǎn)，加強(qiáng)對(duì)一站多機(jī)數(shù)據(jù)鏈和多鏈路的中繼數(shù)據(jù)鏈的要求。加快對(duì)一站多機(jī)數(shù)據(jù)鏈技術(shù)的支持，更多的使用多波束等國際先進(jìn)技術(shù)，要研發(fā)多機(jī)和多鏈路無人機(jī)的測(cè)控與信息傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。尤其是采用空中中繼衛(wèi)星等技術(shù)在遠(yuǎn)程無人機(jī)測(cè)控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面的應(yīng)用。

2.4 面對(duì)無人機(jī)系統(tǒng)的普遍應(yīng)用，應(yīng)該加快實(shí)現(xiàn)多機(jī)多系統(tǒng)共同協(xié)同的效果，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互操作和資料的共享，真正提高無人機(jī)的使用效率，制定科學(xué)合理的無人機(jī)操作標(biāo)準(zhǔn)，能夠提高無人機(jī)的測(cè)控水平。

結(jié)語

加強(qiáng)無人機(jī)系統(tǒng)的裝備建設(shè)對(duì)當(dāng)今高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)裝備的提升起到重要的意義，各種新型無人機(jī)的運(yùn)用和發(fā)展，已經(jīng)在世界的各個(gè)領(lǐng)域受到廣泛的重視和應(yīng)用，同時(shí)也對(duì)無人機(jī)的測(cè)控技術(shù)發(fā)展提出了新的要求。

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