趙靜宇　李洪亮

摘要：通過對(duì)無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程控制鏈路幾種情況的原理的分析，為我們深入理解無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程控制提供了一定的幫助，進(jìn)而掌握各種不同鏈路的功能，為實(shí)際應(yīng)用提供了理論依據(jù)，對(duì)無(wú)人教學(xué)提供了豐富的資料。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī);遠(yuǎn)程控制;研究與應(yīng)用

中圖分類號(hào)：V279

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-6487（2019）02-0013-02

0引言

無(wú)人級(jí)遠(yuǎn)程控制，對(duì)于不同級(jí)別的無(wú)人機(jī)，鏈路是不大一樣的。但它不能擺脫點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信和數(shù)據(jù)鏈路。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)中任意兩個(gè)用戶之間的信息交換。當(dāng)車站接收到數(shù)據(jù)和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的識(shí)別信息時(shí)，比較系統(tǒng)號(hào)和地址號(hào)。當(dāng)系統(tǒng)號(hào)和地址號(hào)符合本地條件時(shí)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接脩艚K端。否則，數(shù)據(jù)將被丟棄，不會(huì)傳輸?shù)接脩艚K端。在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信中，只有一個(gè)用戶接收信息。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接是兩個(gè)系統(tǒng)或進(jìn)程之間的專用通信鏈路。而數(shù)據(jù)鏈通信系統(tǒng)，全稱為管制員一飛行員數(shù)據(jù)鏈通信系統(tǒng)，其主要功能是管制員與飛行員之間利用數(shù)據(jù)代替話音的空中交通管制手段，其應(yīng)用可以空中交通服務(wù)設(shè)施提供了數(shù)據(jù)鏈通信服務(wù)，包括標(biāo)準(zhǔn)格式的放行，申請(qǐng)，報(bào)告等”?？梢詮浹a(bǔ)話音通信的信道擁擠、誤解、信號(hào)聽錯(cuò)、信號(hào)失真，信號(hào)破壞，以文本形式為飛行員提供當(dāng)時(shí)的管制信息。文中以將重點(diǎn)研究無(wú)人機(jī)的鏈路通信系統(tǒng)和應(yīng)用。

1無(wú)人機(jī)鏈路系統(tǒng)

控制站與無(wú)人機(jī)之間進(jìn)行的實(shí)時(shí)信息交換需要通過通訊鏈路系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。地面控制站需要將指揮、控制以及任務(wù)指令及時(shí)地傳輸?shù)綗o(wú)人機(jī)上;同樣，無(wú)人機(jī)也需要將自身狀態(tài)以及相關(guān)任務(wù)數(shù)據(jù)發(fā)回地面控制站。無(wú)人機(jī)系統(tǒng)中的通訊鏈路也稱為數(shù)據(jù)鏈。

根據(jù)傳輸方向，無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)鏈可分為上鏈和下鏈。上行鏈路主要完成地面站到無(wú)人機(jī)的遙控命令的傳輸和接收，下行鏈路主要完成無(wú)人機(jī)到地面站的遙感數(shù)據(jù)和紅外或電視圖像的傳輸和接收，并根據(jù)定位信息的傳輸利用上下鏈路進(jìn)行測(cè)距。數(shù)據(jù)鏈路的性能直接影響無(wú)人機(jī)的性能。

衡量無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)鏈路是否優(yōu)秀主要通過幾點(diǎn)：

（1）是否具有跳頻擴(kuò)頻功能。

（2）是否具有存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)功能。

（3）是否具有數(shù)據(jù)加密功用。

（4）是否具有高速率。

（5）是否具有低功耗，低誤碼率和高接收靈敏度。

軍用無(wú)人機(jī)的通訊鏈路系統(tǒng)可以很復(fù)雜，包括很多條鏈路。有指揮部到地面站的，地面站到無(wú)人機(jī)的，無(wú)人機(jī)到衛(wèi)星的，衛(wèi)星于是指揮部的，機(jī)群中無(wú)人機(jī)之間的等。

民用：無(wú)人機(jī)的通訊鏈路系統(tǒng)一般很簡(jiǎn)單，就2到3條鏈：

第1條就是我們手里的RC遙控器和無(wú)人機(jī)上的遙控接收機(jī)構(gòu)成的，上傳的單身鏈路;我們?nèi)税l(fā)指令，飛機(jī)接收指令;用于視距內(nèi)控制"飛機(jī)。

第2條就是我們常說的數(shù)傳，由筆記本連接的一個(gè)模塊和飛機(jī)上的一個(gè)模塊構(gòu)成雙向鏈路;我們?nèi)税l(fā)修改航點(diǎn)等指令，飛機(jī)收;飛機(jī)發(fā)位置、電壓等信息，我們收;用于視距外控制飛機(jī)。

航拍類的無(wú)人機(jī)還有第3條鏈，就是我們常說的圖傳，由飛機(jī)上的發(fā)射模塊和地面上的接收模塊構(gòu)成的，下傳的單向鏈路;、飛機(jī)發(fā)圖像，我們收?qǐng)D像;用于監(jiān)控?cái)z像頭方向和效果2。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，無(wú)人機(jī)的控制將網(wǎng)絡(luò)化，所以將來的無(wú)人機(jī)鏈路一定會(huì)擺脫一條條鏈同、一根根線，那將是一個(gè)信息的網(wǎng)，再不受今天這種距離與頻率的限制。

2RC遙控器簡(jiǎn)介及系統(tǒng)組成

RC遙控主要用于視距范圍內(nèi)地面人員對(duì)飛行器的手控操縱。也是目前大多數(shù)據(jù)消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)飛行必備的一條數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)。RC遙控設(shè)備分為遙控發(fā)射機(jī)和接收機(jī)兩部分，配對(duì)后使用。

2.1遙控發(fā)射機(jī)

遙控發(fā)射機(jī)外部有一根天線，遙控指令就是通過機(jī)殼表面的桿、開關(guān)和按扭，經(jīng)過內(nèi)部電路的調(diào)制、編碼，再通過高頻信息放大電路由天線將電磁波發(fā)射出去的。

2.2遙控接收機(jī)

遙控接收機(jī)是安裝在飛行器上用來接收無(wú)線電信號(hào)的。它會(huì)處理來自遙控發(fā)射機(jī)的無(wú)線電信號(hào)，將所接收的信號(hào)進(jìn)行放大、整形、解碼，并把接收來的信號(hào)轉(zhuǎn)換成舵機(jī)與電調(diào)可以識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，傳輸給舵機(jī)與電調(diào)，這樣無(wú)人機(jī)就會(huì)通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)來完成我們發(fā)出的動(dòng)作指令。

3數(shù)傳鏈路

無(wú)人機(jī)的數(shù)傳鏈路由數(shù)值模塊組成。它是由地面站計(jì)算機(jī)連接的一個(gè)模塊和飛機(jī)上的另一個(gè)模塊構(gòu)成的雙向鏈路。我們?nèi)税l(fā)修改航點(diǎn)等指令，飛機(jī)收;飛機(jī)發(fā)位置、電壓等信息，我們收無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)是采用數(shù)字信息處理、數(shù)字調(diào)制解調(diào)等技術(shù)，具有前向糾錯(cuò)、均衡軟判決等功能的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)。無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)分模擬和DSP兩種技術(shù)。

4圖傳鏈路

用于航拍類的無(wú)人機(jī)需要安裝圖傳鏈路，它是飛由機(jī)上的圖傳發(fā)射模塊和地面上的圖傳接收模塊構(gòu)成的，下傳的單向鏈路。飛機(jī)發(fā)圖像，我們收?qǐng)D像，用于監(jiān)控?cái)z像頭方向和效果。

正是有了圖傳后，我們才在操縱無(wú)人機(jī)時(shí)獲得了身臨其境的感覺?，F(xiàn)有的圖傳主要有模擬和數(shù)字兩種。5結(jié)束語(yǔ)

一般情況下，采用無(wú)線電波無(wú)人機(jī)的可操控范圍通常僅限于1公里左右。除了飛行距離受限外，信號(hào)容易受到障礙物阻擋，抗干擾能力差。而采用4.5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，無(wú)人機(jī)只要在網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地方都可被操控飛行，甚至可以實(shí)現(xiàn)超視距飛行;這也同時(shí)讓無(wú)人機(jī)具備了極佳的抗干擾能力，大幅提高了無(wú)人機(jī)飛行安全性。

近幾年，無(wú)人機(jī)行業(yè)發(fā)展迅速，在交通運(yùn)輸、農(nóng)業(yè)植保、搶險(xiǎn)救災(zāi)、工業(yè)生產(chǎn)、媒體娛樂等領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。伴隨著無(wú)人機(jī)應(yīng)用的廣泛開展，原先的無(wú)人機(jī)與遙控器之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式已經(jīng)無(wú)法滿足需求，通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)網(wǎng)無(wú)人機(jī)成為發(fā)展趨勢(shì)。4.5G商用網(wǎng)絡(luò)為無(wú)人機(jī)的超視距控制、數(shù)據(jù)傳輸和飛行提供了有力保障。

未來，新一代5G網(wǎng)絡(luò)具備的超大帶寬、超低時(shí)延、高可靠、廣覆蓋特性將賦予無(wú)人機(jī)更多的能力，在交通、物流、安防、植保等領(lǐng)域，無(wú)人機(jī)的應(yīng)用會(huì)逐步拓寬，最終構(gòu)建成為真正的“網(wǎng)聯(lián)天空”。5G時(shí)代將開啟無(wú)人機(jī)等眾多行業(yè)的藍(lán)海市場(chǎng)。

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