劉逸宸

【摘 要】無(wú)人機(jī)系統(tǒng)中，測(cè)控與信息傳輸系統(tǒng)是其重要的構(gòu)成部分，該系統(tǒng)在無(wú)人機(jī)的作用發(fā)揮中起著非常關(guān)鍵性的作用。不過(guò)，在測(cè)控與信息傳輸系統(tǒng)具體應(yīng)用過(guò)程中，仍然存在著諸多的問(wèn)題亟待解決，像如何選擇合適的技術(shù)體制和相關(guān)資源、如何結(jié)合測(cè)控與通信、工作模式的選擇、無(wú)人機(jī)的抗干擾和抗多徑的具體措施以及多址方式的選擇等等，都是在無(wú)人機(jī)測(cè)控與系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)具體應(yīng)用過(guò)程中需要重點(diǎn)加以解決的。本文主要分析了無(wú)人機(jī)測(cè)控與信息傳輸系統(tǒng)需要面對(duì)的重要問(wèn)題，希望對(duì)于無(wú)人機(jī)測(cè)控與信息傳輸系統(tǒng)問(wèn)題的解決具有一定的參考價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】無(wú)人機(jī)；測(cè)控；信息傳輸；問(wèn)題探討

中圖分類號(hào)： V279 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）34-0020-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.34.008

通常來(lái)說(shuō)，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成主要有七個(gè)部分，分別為飛行器平臺(tái)、導(dǎo)航飛控、發(fā)射回收、測(cè)控與信息傳輸、任務(wù)載荷、情報(bào)處理、綜合保障等等。無(wú)人機(jī)測(cè)控與信息傳輸系統(tǒng)在無(wú)人機(jī)的構(gòu)成中占有十分重要的位置，主要由兩個(gè)重要的部分構(gòu)成，分別為數(shù)據(jù)鏈和地面控制站，其主要對(duì)無(wú)人機(jī)完成遙控、遙測(cè)、跟蹤定位以及傳輸視頻信息的重要功能，可以讓無(wú)人機(jī)在較遠(yuǎn)的距離間實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控的重要目的，其重要性能對(duì)于無(wú)人機(jī)的核心功能的實(shí)現(xiàn)可以說(shuō)是決定性意義的。當(dāng)前，無(wú)人機(jī)正在朝著進(jìn)一步的方向向前發(fā)展，這使得其測(cè)控與信息傳輸系統(tǒng)具有了新的特征，如飛機(jī)自動(dòng)飛行的過(guò)程中不需要太多的實(shí)時(shí)操控，在飛機(jī)起飛及其降落期間是無(wú)人機(jī)極易產(chǎn)生飛行問(wèn)題的期間，需要注意采取可靠的控制手段。為了有效應(yīng)對(duì)無(wú)人機(jī)的測(cè)控與信息傳輸系統(tǒng)的問(wèn)題，對(duì)無(wú)人機(jī)測(cè)控與信息傳輸系統(tǒng)的問(wèn)題展開(kāi)相應(yīng)的探討是十分有必要的。本文主要分析了無(wú)人機(jī)系統(tǒng)中其重要作用的無(wú)人機(jī)測(cè)控與信息傳輸系統(tǒng)在具體應(yīng)用過(guò)程中經(jīng)常面臨的問(wèn)題，希望對(duì)無(wú)人機(jī)測(cè)控與信息傳輸系統(tǒng)問(wèn)題的解決有一定的參考性價(jià)值。

1 選擇合適的技術(shù)體制和相關(guān)資源

在無(wú)人機(jī)測(cè)控與信息傳輸系統(tǒng)中，為了選擇合適的技術(shù)體制，需要注意的是如何確保多樣的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)能夠在同一技術(shù)體制中共存。由于多種因素的影響，各種類型的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)可能無(wú)法在同一技術(shù)體制內(nèi)共存。因?yàn)橄到y(tǒng)的頻率以及受到寬帶資源的限制；數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)主要由不同類型的類群網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成；存在部分短程無(wú)人機(jī)的數(shù)據(jù)鏈并不需要較高的網(wǎng)絡(luò)化；應(yīng)用于戰(zhàn)術(shù)型的無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)鏈的主要由三種不同的技術(shù)體制所構(gòu)成，分別為微型、極近程以及近程和短程。其中微型技術(shù)體制是高度集成化的，而極近程技術(shù)體制則較為通用，耗費(fèi)較低的成本，而近程或者短程技術(shù)體制也具有較高的通用性，并且具有網(wǎng)絡(luò)化的特征。應(yīng)用于戰(zhàn)略型的無(wú)人機(jī)需要高度統(tǒng)一的技術(shù)體制，并且要求其技術(shù)體制具有網(wǎng)絡(luò)化的重要特征。

因此，從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，由于無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的種類是不同的，所以需要注意選擇不同的技術(shù)體制。在具體選擇技術(shù)體制的過(guò)程中，需要注意綜合考慮測(cè)控信息傳輸系統(tǒng)的規(guī)模大小以及較為復(fù)雜的體制要素。由于飛機(jī)有不同的類型，因此也存在著技術(shù)體制應(yīng)用的不同，但是技術(shù)體制在無(wú)人機(jī)的具體應(yīng)用中應(yīng)當(dāng)符合無(wú)人機(jī)的特點(diǎn)。

無(wú)論是哪一種無(wú)人機(jī)測(cè)控與信息傳輸系統(tǒng)，其技術(shù)體制也具有一定的共同特征，它們都是由頻段、測(cè)控與通信的復(fù)合方式、傳輸速率、信道編碼等共同構(gòu)成。

就無(wú)人機(jī)的信息資源來(lái)說(shuō)，也包括許多不同的組成部分，如頻率、寬帶等等。在選擇無(wú)人機(jī)測(cè)控與信息傳輸系統(tǒng)資源的過(guò)程中，需要注意按照以下要求進(jìn)行：首先，需要根據(jù)各個(gè)不同類型的無(wú)人機(jī)的具體特征選擇合適的應(yīng)用資源，不同的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)需要應(yīng)用不同的頻段；針對(duì)較大型號(hào)的無(wú)人機(jī)來(lái)說(shuō)，其測(cè)控與信息傳輸系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)盡可能地選擇朝高處靠近的用頻，這樣才能夠使用較寬的貸款以及能夠在較好的電磁環(huán)境中加以應(yīng)用。

2 測(cè)控和通信的有機(jī)結(jié)合

2.1 測(cè)控與通信的差異

測(cè)控系統(tǒng)主要是針對(duì)設(shè)備其作用，在實(shí)際作用的過(guò)程中，需要讓傳遞的數(shù)據(jù)信息是實(shí)時(shí)的、精準(zhǔn)的、不需要較高的完整度。像就控制無(wú)人機(jī)的飛機(jī)姿態(tài)來(lái)說(shuō)，在具體操作過(guò)程中不需要關(guān)注以往的數(shù)據(jù)，更多的需要將注意力集中在當(dāng)前的數(shù)據(jù)中。

而通信系統(tǒng)其作用的主要對(duì)象為人，在實(shí)際作用的過(guò)程中，需要讓傳遞的數(shù)據(jù)信息是完整的、精準(zhǔn)的并且實(shí)時(shí)的，在具體操作過(guò)程中，不需要太關(guān)注過(guò)程，而更多的將關(guān)注點(diǎn)放在數(shù)據(jù)結(jié)果的完整性之中。

無(wú)人機(jī)測(cè)控與信息傳輸系統(tǒng)在具體工作的過(guò)程中需要應(yīng)用到一定的數(shù)據(jù)鏈，數(shù)據(jù)鏈的類型主要有地空型的和衛(wèi)星中繼型的，這都是無(wú)人機(jī)系統(tǒng)經(jīng)常應(yīng)用到的數(shù)據(jù)鏈。這兩種不同類型的數(shù)據(jù)鏈雖然在具體工作過(guò)程中存在著一定的相似點(diǎn)，但是仍然有較多的區(qū)別，主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)方便，像就無(wú)線鏈路的控制協(xié)議來(lái)說(shuō)，因?yàn)闇y(cè)控過(guò)程中需要較好的實(shí)時(shí)性，這就需要協(xié)議需要是流控制的；而通信更多的是強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾?，所以在控制協(xié)議中應(yīng)用將傳輸協(xié)議納入其中。

2.2 分立載波和選擇統(tǒng)一的體制

經(jīng)過(guò)無(wú)人機(jī)長(zhǎng)年的發(fā)展，遙控遙測(cè)以及信息傳輸?shù)捏w制在具體發(fā)展過(guò)程中經(jīng)歷了一系列的發(fā)展階段，由最開(kāi)始的分立的載波向著統(tǒng)一的載波發(fā)展。在無(wú)人機(jī)的使用過(guò)程中，一共經(jīng)歷了多種應(yīng)用階段，先是單系統(tǒng)的應(yīng)用，最后發(fā)展到大量群應(yīng)用，而分立載波在應(yīng)用過(guò)程中可能需要占據(jù)較多的資源，除此之外，就單獨(dú)遙控遙測(cè)的作用來(lái)說(shuō)，其其作用的分立載波具體需要將鏈路窄帶傳輸?shù)目蓱?yīng)用性考慮在內(nèi)，這樣才可以很好地確保飛機(jī)在飛行中的安全性。隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)人機(jī)的自動(dòng)控制能力也在不斷提升過(guò)程中，而飛機(jī)的安全性與無(wú)人機(jī)的自動(dòng)控制能力的高低之間有著非常緊密的聯(lián)系，而與鏈路的可靠程度關(guān)系不大，這就需要注意選擇統(tǒng)一的體制。

2.3 復(fù)合鏈路協(xié)議

經(jīng)過(guò)以上的分析，可以得出這樣的結(jié)論：關(guān)于無(wú)人機(jī)的測(cè)控與信息傳輸系統(tǒng)中，就數(shù)據(jù)鏈來(lái)說(shuō)，其無(wú)線傳輸協(xié)議應(yīng)當(dāng)共同包括兩種不同類型的協(xié)議，這種兼容型的協(xié)議被稱為是復(fù)合鏈路協(xié)議，其中一種協(xié)議是主要應(yīng)用于過(guò)程控制過(guò)程中的，被稱為流傳輸協(xié)議，而另一種協(xié)議則對(duì)于保證傳輸數(shù)據(jù)結(jié)果的完整性具有十分重要的幫助，被稱為是數(shù)據(jù)包傳輸協(xié)議。

3 具體的工作模式

測(cè)控與信息傳統(tǒng)系統(tǒng)在具體工作的過(guò)程中需要依照一定的模式進(jìn)行，其工作模式主要由系統(tǒng)的帶寬、控制飛機(jī)的數(shù)量和中繼方式所共同構(gòu)成。就系統(tǒng)的工作模式來(lái)說(shuō)，其類型具體可以分為六種，其體制的特點(diǎn)分別是地空寬帶一站多機(jī)、地空窄帶一站多機(jī)、地空寬帶一站一機(jī)與窄帶一站多機(jī)的結(jié)合、空中繼、單收和衛(wèi)星中繼。每種類型的工作模式都有不同的特征。如就地空窄帶一站多機(jī)的工作模式來(lái)說(shuō)，根據(jù)不同的體制特征有不同的戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用，如具有地空窄帶一站多機(jī)工作模式的系統(tǒng)主要應(yīng)用于作戰(zhàn)型的無(wú)人機(jī)，包括電子對(duì)抗、硬武器攻擊等等。

4 無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的抗干擾、抗多徑措施

就無(wú)人機(jī)系統(tǒng)抗干擾、抗多徑的設(shè)計(jì)角度來(lái)說(shuō)，在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注意綜合考慮多種多樣的因素，按照系統(tǒng)應(yīng)用的不同特征，每種通道可以采取不同的抗干擾、抗多徑的措施，具體來(lái)說(shuō)，主要包括以下幾種。

就上行窄帶遙控的通道類型來(lái)說(shuō)，主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)槎囝l段繁雜、多頻點(diǎn)自適應(yīng)頻率跳變、直接序列擴(kuò)頻、隱分集等等；下行窄帶遙測(cè)的通道類型主要應(yīng)用領(lǐng)域與上行窄帶遙控的應(yīng)用領(lǐng)域類似；無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)主要的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)檎淮a分多路、隱分集、均衡等等。

5 多址方式

測(cè)控與信息傳輸系統(tǒng)以不同的網(wǎng)絡(luò)形態(tài)，具體來(lái)說(shuō)，主要包括四種不同的類型，分別為同一區(qū)域多系統(tǒng)兼容體制、一站多機(jī)體制、一機(jī)多站體制和無(wú)中心自由網(wǎng)體制，針對(duì)不同類型的網(wǎng)絡(luò)形態(tài)，需要采用不同的多址體制。

由于無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的不同，其應(yīng)用也具有不同的特征，因此需要注意選擇不同的體制，就同一區(qū)域多系統(tǒng)兼容體制來(lái)說(shuō)，可以應(yīng)用的體制只有頻分多址體制。

通過(guò)分析無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的具體應(yīng)用特征，可以較為明顯地發(fā)現(xiàn)，無(wú)人機(jī)的兩種遙控方式如上行遙控和下行圖像遙測(cè)，在選擇體制的過(guò)程中都是不能夠考慮較為復(fù)雜的設(shè)備的、也不允許占有較多的頻度資源。而一站多址體制則與系統(tǒng)的類型存在著較為密切的關(guān)系，在這種情況下，在不同的信道內(nèi)需要選擇不同的多址體制，如就上行窄帶通道來(lái)說(shuō)，可以選擇的多址體制有時(shí)分多址、碼分多址、不需功率控制。

隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)人機(jī)的荷載應(yīng)用方面正在朝著多樣化及其綜合化的方向發(fā)展，無(wú)人機(jī)可以同時(shí)促進(jìn)多種功能的完成，這就需要一架飛機(jī)朝著不同的地面站發(fā)送信息時(shí)，需要采取一機(jī)多站的系統(tǒng)才能夠完成不同的功能。通常來(lái)說(shuō)，控制飛機(jī)的任務(wù)荷載是由一個(gè)地面系統(tǒng)完成的，而當(dāng)不同的地面系統(tǒng)如果需要對(duì)控制任務(wù)載荷單獨(dú)控制時(shí)，上行控制通常以分時(shí)多址體制的方式加以應(yīng)用。而在下行信息的傳輸過(guò)程中，通常來(lái)說(shuō)需要應(yīng)用到綜合性的寬帶來(lái)展開(kāi)相應(yīng)的傳輸，針對(duì)不同的地面站，下行需要應(yīng)用到時(shí)分多址體制。

就無(wú)中心自由網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)形態(tài)來(lái)說(shuō)，當(dāng)前還未完全發(fā)展起來(lái)，不過(guò)一定是無(wú)人機(jī)側(cè)控與信息傳輸系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展方向。如果存在多個(gè)飛機(jī)平臺(tái)與地面系統(tǒng)共同在一個(gè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)中構(gòu)成，那么也將意味著在信息具體傳輸?shù)倪^(guò)程中就會(huì)形成五中心自由網(wǎng)。

6 結(jié)語(yǔ)

無(wú)人機(jī)包括多種多樣的系統(tǒng)，測(cè)控與信息傳輸系統(tǒng)只是其中的一種，不過(guò)在無(wú)人機(jī)的具體應(yīng)用過(guò)程中發(fā)揮著無(wú)可替代的關(guān)鍵性作用。在系統(tǒng)的具體應(yīng)用過(guò)程中，無(wú)論是利用頻率資源、工作模式，還是抗干擾、抗多徑的具體措施以及多址方式都是測(cè)控與信息傳輸系統(tǒng)在具體應(yīng)用過(guò)程中需要注意的重要問(wèn)題。對(duì)這些無(wú)人機(jī)測(cè)控與信息傳輸系統(tǒng)重要問(wèn)題的論述，對(duì)于這些問(wèn)題的解決以及無(wú)人機(jī)相關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有十分重要的意義。

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