關建文黃聰穎孫偉俍

北華大學電氣信息工程學院吉林132013

無人機分區(qū)域限飛系統(tǒng)研究

關建文黃聰穎孫偉俍

北華大學電氣信息工程學院吉林132013

在當今社會上無人機正在越來越多的進入我們的生活，我們不能夠否認生活中有它的參與能夠使我們的生活變得方便，但是它的廣泛使用也給我們帶來一些困擾。本文針對無人機的“黑飛”和“亂飛”現象設計了一套在無人機飛行限制區(qū)域內自動阻攔無人機的智能系統(tǒng)。

無人機；監(jiān)管；民航

新興科技是把雙刃劍。與其他新興產品相比，無人機在公眾安全方面的重要性不言而喻。無人機本身、操控者的能力和應該被允許使用范圍等方面都需要加強監(jiān)管。而在目前的中國，仍然缺乏有效的無人機監(jiān)管措施，為保障公民和國家利益的安全，必須盡快落實一套切實可行的監(jiān)管措施。

一、項目研究的內容

本系統(tǒng)依托中國民用航空局飛行標準司公布的《輕小型民用無人機系統(tǒng)運行暫行規(guī)定》征求意見稿。本項目針對無人機的“黑飛”[1]和“亂飛”現象設計一套在無人機飛行限制區(qū)域內自動阻攔無人機的智能系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括控制器和監(jiān)測器兩個部分，其中控制器安裝在無人機上，監(jiān)測器可裝載于直升機、樓宇、高塔和機動車上，自動監(jiān)測固定范圍的區(qū)域，并識別進入監(jiān)測區(qū)域的無人機。當無人機進入警告區(qū)域時，發(fā)出警告信息限制其飛行高度，當無人機進入捕獲區(qū)域時，發(fā)出控制信號將其強制控制并捕獲。(如圖1所示)

圖1無人機飛行區(qū)域限制系統(tǒng)

二、項目實施方案

（一）系統(tǒng)組成

本項目所研究的無人機限飛系統(tǒng)主要以無線電信號傳輸與遠程控制[2]為主要技

術，結合GPS定位測距技術[3]輔助完成。根據地面設備的發(fā)射信號和系統(tǒng)內部的信號接收模塊進行工作，以達到在特定區(qū)域禁飛的要求。系統(tǒng)主要包括控制器和監(jiān)測器兩個部分，控制器安裝于無人機上由監(jiān)測器信號接收模塊、駕駛員遙控信號接收模塊、無人機飛行控制模塊和控制器信息發(fā)送模塊組成，監(jiān)測器可安裝于飛機、車輛、高塔和高樓上，由控制器信息接收模塊、監(jiān)測器數據處理模塊、監(jiān)測信號發(fā)送模塊和控制信號發(fā)送模塊組成。

（二）系統(tǒng)工作流程

申請人向有關部門申請使用本套系統(tǒng)，對系統(tǒng)解鎖。設置合適的信號發(fā)射位置使信號能夠覆蓋限飛區(qū)域。信號發(fā)射器在特定的信號頻段中由低頻到高頻不間斷發(fā)射信號，當無人機闖入限飛區(qū)域[4]時會接收到能與之匹配的信號進行連接，同時無人機會向系統(tǒng)自動反饋一個信號，將自身GPS的信息傳送給系統(tǒng)[5]，系統(tǒng)接收無人機反饋的信息鎖定無人機并計算出無人機的距離，在不同的區(qū)域范圍內無人機執(zhí)行不同的系統(tǒng)命令實現限飛要求。

三、系統(tǒng)安全性

（一）系統(tǒng)的使用權

由于本系統(tǒng)的特殊性，如果被不法份子利用可能會對他人造成巨大的財產損失，為避免這樣的情況發(fā)生，我們將對此套系統(tǒng)進行加密由國家有關部門進行管理。要使用本套系統(tǒng)需向有關部門進行申請，對系統(tǒng)進行解鎖方可使用。

（二）無人機的安全捕獲

本系統(tǒng)采用發(fā)射能與無人機匹配的信號對其捕獲，考慮到可能會與原控制信號發(fā)生沖突導致無人機墜毀，所以系統(tǒng)在捕獲無人機的同時將切斷無人機與原控制信號之間的聯系，并利用無人機的慣性制導功能保障在捕獲過程中無人機的安全。

四、總結

在本次項目設計過程中本團隊比較全面地研究了信號處理的各種方法，提出了一句信號處理且應用單片機技術來檢測。處理信號的方法，實現了快速、自動、高效無分機分區(qū)域限飛。

[1]樊大彧.《不能讓無人機再“黑飛”下去》，新華網，2017,5,15

[2]肖景明,王元坤.電波傳播工程計算，西安電子科技大學出版社，1989

[3]李天文.GPS原理與應用[M]?？茖W出版社，2004：p2

[4]鄒青宇.一種移動式無人機飛行區(qū)域限制系統(tǒng)[P].中國專利:ZL 2016 2 2 0441060.1,2016-11-30

[5]曹江波.GPS定位及通信系統(tǒng)的應用設計，大連理工大學，2005

關建文，1994-10，男，山西大同人，北華大學學生。

國家大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目（項目名：無人機分區(qū)域限飛系統(tǒng)）。