無人機測控與信息傳輸技術發展綜述

劉暢

摘 要：無人機測控與信息傳輸技術也稱作無人機測控技術，主要是指對無人機開展控制、遙感、定位和相關信息技術的傳輸。無人機測控與信息傳輸系統主要是由數據鏈和地面控制共同構成，它的使用功能和運用規模完全可以決定無人機系統的各方面性能和規模。本文主要介紹了無人機技術領域的基本概念，詳細闡述了它的技術指標，明確了現在技術的發展狀況。

關鍵詞：無人機；測控；傳輸技術；綜述

中圖分類號：V279 文獻標識碼：A

無人機測控與信息傳輸技術就是指對無人機開展的技術控制工作。無人機測控系統是組成全部無人機系統的主要組成部分之一。無人機的檢測系統主要是由數據鏈和控制系統組成。其中數據鏈主要包括裝在機上的機載數據裝置和安裝在地面上面的數據終端裝置。數據鏈的重要技術參數是依據作用的距離和傳輸速率以及抗干擾作用。無人機的數據鏈具有上下行傳輸能力不對稱的特征，由于無人機的數據鏈在使用的過程中處于比較惡劣的環境狀態，這也要求數據鏈應該具有較好的兼容性、截獲的概率高的可靠性和比較強大的抗干擾能力，這樣才能具備在應戰的條件下擁有較好的工作狀態。

1.無人機傳輸技術的關鍵

1.1 一體化綜合信息技術

在以前無人機的數據鏈通常都是采用立體制技術，這樣就會使遙控、音視頻的傳輸和定位功能都能用相對比較獨立的信道，這樣的設備相對比較復雜。同時，在技術條件方面的考慮，也是為了增加機器設備系統的操作更加簡單，在幾十多年前，就使用了大量先進的載波綜合體制裝置，同時也可以根據相關的實際技術需要和未來不同程度的通信綜合狀況，已經構成了不同形式的無人機綜合數據鏈。無人機數據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”綜合信道結構，就是指通過運用跟蹤定位和遙測等技術手段統一利用載波的體制結構，也就是使用遙測的信號技術開展跟蹤測試，通過利用遙控與遙測進行測距工作，可以使用另外一種單獨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、遙控和相關信息統一傳輸到載波體制結構中，也就是視頻資料的傳輸要與遙測共同使用一個信道，再利用視頻與遙測信號開展跟蹤測角工作，就可以使用遙控與遙測開展測距工作。視頻與遙測的通用方式一共有兩種，分別為模擬音頻信號和遙測數據副載波頻分傳輸和數字視頻與遙測復合傳輸。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就可以發出相應的高精度追蹤信號。這樣就完全能夠把“四合一”的體制結構的有效程度發揮到最高的限度，也會在現代無人機的數據鏈中得到廣泛應用，但是，相比較來說，“三合一”的體制將會受到一定的限制和差別，效果不夠明顯。

1.2 無人機的編碼技術

無人機的主要任務就是將傳感器的視頻資料信息進行傳輸，這也是無人機測控裝置的主要功能，也可以說這就是反映無人機數據鏈規模程度的主要指標。圖像信號的主要任務就是將傳感器視頻信息表現出來，將視頻的圖像信號通過技術手段進行有效的數字壓縮編碼，能夠使傳輸帶寬盡量地減少，這樣做能夠有利于該系統的加密和采取抗干擾手段。同時，也要根據無人機的各種使用特征，重點研究易于存儲而且具有較強實時功能的、具有恢復圖像質量很好的高倍數字視頻壓縮技術。

1.3 數據的抗干擾性

無人機測控系統的抗干擾能力是反映無人機性能的一個最重要指標。因為無人機系統通常所使用的抗干擾方法是抗干擾編碼、直接序列擴頻、擴跳等辦法共同結合的使用方法。它的使用既要增強上行窄帶遙控的抗干擾水平，同時也要逐步地處理好下行寬帶圖像的抗干擾能力。另外，應該重點處理好低仰角的條件或者是山區以及城市的嚴峻復雜狀況下的抗干擾問題。

1.4 超視距傳輸技術

如果無人機的飛行距離已經嚴重超出測控站的無線電的視距范圍時，這就要求數據鏈應該采用相關的中繼方式。同時根據中繼設備的所在空間位置，還要將其分為衛星中繼、空中中繼和地面中繼等?？罩兄欣^方式的轉發設備主要安置于航空器上面?？罩兄欣^平臺和任務的無人機間一般都是采用定向的天線，并通過數字的傳導跟蹤定位方式完全能夠確保天線波束的相互對準完成。該種中繼方式的作用距離應該受到中繼航空器的特殊限制，所以更適合中程無人機系統。

由于地面的中繼轉發設備放置在地面上，在正常的情況下架設在地面站和無人機之間的至高點處。正是因為地面的中繼轉發裝置和地面的測控站之間會有一定的高度差，所以這種中繼方式主要是用于能夠克服復雜地形的阻擋，這樣才能適合全部的近程無人機系統。

1.5 一站多機技術

一站多機數據鏈就是指一個目標檢測站能夠和許多架無人機相互之間通信的數據鏈。測控站大多數時候都是運用時分、頻分或碼分等多種方式向這些無人機傳送相關的控制指令，通過采用這些方法可以向來自不同目標的無人機開展參數和相關任務的傳感器信息控制。一旦發生作用距離相對較遠的情況，測控站就應該根據實際需要采用增益較高的跟蹤天線，對在無線波束不能一起到達的覆蓋區域，也可以采用若干個天線或者是多波束天線。

1.6 電磁兼容技術

無人機的數據鏈有上下行信道的情況之下，就應該要考慮多系統兼容的工作和中繼轉發，這時還要加上因為安裝空間的各種限制，所以多信道頻收發設備的兼容問題變得更加緊張。應該根據這些內容的復雜程度，在頻段和頻道的設計上開展細致的考量，同時也應該采取相應的措施和辦法。

1.7 無人機的監控技術

無人機在地面控制時就要完成繁重的任務計劃和監控效果，也要根據實際狀況來處理一些數據，徹底解決好數據處理、綜合顯示和海量記錄等各種問題，就應該做到顯示比較明晰、操作更為簡單的方式。

2.無人機測控技術的發展趨勢

隨著無人機技術的增強，對飛機的機上任務量也在逐步增大，這就要求數據鏈下行數據經常應該開展傳輸速率的提高工作。所以應該研究更高性能的無人機，就應該從以下幾個方面開展工作：

2.1 對圖像的數據進行壓縮處理，這樣能夠提高數據的速率和高速數據的解調工作，也使更高頻段的寬帶能夠接受發信機的技術，也有可能達到激光通信技術。

2.2 隨著電子戰技術的快速發展，對無人機的數據鏈也提出了更多的要求，應該加強數據鏈的提高和抗截獲能力的提升。所以，應該研究更強性能的數據鏈技術，特別是要研究適應復雜林區或城市惡劣環境條件的抗干擾技術。

2.3 應該根據無人機的多機編隊特點，加強對一站多機數據鏈和多鏈路的中繼數據鏈的要求。加快對一站多機數據鏈技術的支持，更多的使用多波束等國際先進技術，要研發多機和多鏈路無人機的測控與信息傳輸網絡技術。尤其是采用空中中繼衛星等技術在遠程無人機測控網絡技術方面的應用。

2.4 面對無人機系統的普遍應用，應該加快實現多機多系統共同協同的效果，實現互聯互操作和資料的共享，真正提高無人機的使用效率，制定科學合理的無人機操作標準，能夠提高無人機的測控水平。

結語

加強無人機系統的裝備建設對當今高新技術產業裝備的提升起到重要的意義，各種新型無人機的運用和發展，已經在世界的各個領域受到廣泛的重視和應用，同時也對無人機的測控技術發展提出了新的要求。

參考文獻

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