電子信息技術(shù)在無(wú)人機(jī)方面的應(yīng)用研究

劉景宸

（周南梅溪湖中學(xué)，長(zhǎng)沙 410002）

無(wú)人機(jī)技術(shù)發(fā)展水平的高低，是一個(gè)國(guó)家綜合實(shí)力的重要組成部分，尤以無(wú)人機(jī)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用最具有代表性，與傳統(tǒng)無(wú)人機(jī)相比，其中應(yīng)用了多種電子信息技術(shù)，使之具備了高空偵查、飛行控制、信息傳輸?shù)戎T多功能，從而能夠在復(fù)雜多變的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中靈活應(yīng)對(duì)，不僅提高了獲取戰(zhàn)爭(zhēng)勝利的幾率，也在一定程度上減少了有人偵查的潛在風(fēng)險(xiǎn)?；谌绱硕嗟膬?yōu)勢(shì)，世界各國(guó)在無(wú)人機(jī)研究方面投入了大量人力、物力和財(cái)力，實(shí)現(xiàn)了電子信息技術(shù)與無(wú)人機(jī)的更加深入的融合。

1 電子信息技術(shù)與無(wú)人機(jī)

無(wú)人機(jī)與其它類型有人駕駛飛行器不同，它主要依靠通信系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程無(wú)線遙控，根據(jù)使用環(huán)境不同，可以分為民用無(wú)人機(jī)與軍用無(wú)人機(jī)兩種類型，兩者在電子信息技術(shù)應(yīng)用方面并沒(méi)有較大區(qū)別。

1.1 軍用無(wú)人機(jī)的地形匹配技術(shù)

在大多數(shù)情況下，軍用無(wú)人機(jī)多采用衛(wèi)星通信的方式進(jìn)行控制，然而，在考慮到戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期敵方會(huì)對(duì)衛(wèi)星通信進(jìn)行干擾的情況下，則會(huì)采取其它類型的無(wú)人機(jī)控制技術(shù)，其中就包括地形匹配技術(shù)的應(yīng)用。所謂地形匹配技術(shù)，是指無(wú)人機(jī)可以對(duì)執(zhí)行任務(wù)區(qū)域的地形與數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息進(jìn)行比對(duì)，從而確定自身位置，并選擇正確的航向、姿態(tài)，從而準(zhǔn)確達(dá)到預(yù)定地點(diǎn)，并對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行拍攝、攻擊等。為獲取準(zhǔn)確的任務(wù)區(qū)域地形，無(wú)人機(jī)可依靠機(jī)載雷達(dá)向下方發(fā)射電磁波信號(hào)獲取區(qū)域地形高度屬性，同時(shí)拍攝下方區(qū)域照片，構(gòu)建與之相對(duì)應(yīng)的區(qū)域三維模型，并在數(shù)據(jù)庫(kù)中找到相互匹配的地形參數(shù)，進(jìn)而確認(rèn)自身位置。在位置確定之后，由無(wú)人機(jī)的中央控制計(jì)算機(jī)重新進(jìn)行航路規(guī)劃，選擇合適的速度、姿態(tài)進(jìn)入目標(biāo)區(qū)域。

1.2 無(wú)人機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)

無(wú)論是民用無(wú)人機(jī)還是軍用無(wú)人機(jī)，為保證無(wú)人機(jī)的正常工作，研究人員在無(wú)人機(jī)上增加了多個(gè)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，利用通信系統(tǒng)將無(wú)人機(jī)的狀態(tài)參數(shù)回傳，從而使駕駛員能夠及時(shí)掌握無(wú)人機(jī)狀態(tài)，并針對(duì)期間出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行處置。例如，民用無(wú)人機(jī)主要為旋翼式無(wú)人機(jī)，其速度慢、載重量小，主要用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、地質(zhì)勘探、地形測(cè)繪、航拍等各種場(chǎng)合，由于使用烈度不高，針對(duì)民用無(wú)人機(jī)的狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)也僅僅是發(fā)動(dòng)機(jī)溫度監(jiān)測(cè)、轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)、電量監(jiān)測(cè)、油量檢測(cè)、高度監(jiān)測(cè)、速度監(jiān)測(cè)等，其中各傳感器分布于無(wú)人機(jī)之中。各傳感器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)會(huì)送至無(wú)人機(jī)的中央計(jì)算機(jī)，中央計(jì)算機(jī)會(huì)根據(jù)之前設(shè)定好的閾值進(jìn)行比對(duì)，并對(duì)存在風(fēng)險(xiǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行提示、報(bào)警，與此同時(shí)，中央計(jì)算機(jī)會(huì)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行自主處理，從而降低因故障導(dǎo)致的墜機(jī)。相比較來(lái)說(shuō)，軍用無(wú)人機(jī)需要監(jiān)控的狀態(tài)參數(shù)更多，除以上內(nèi)容外，還包括飛行姿態(tài)、氣壓、濕度、溫度、風(fēng)向、風(fēng)速等一系列數(shù)據(jù)，甚至高空無(wú)人機(jī)還要對(duì)其翼面結(jié)冰情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。當(dāng)軍用無(wú)人機(jī)傳感器反饋數(shù)據(jù)顯示翼面結(jié)冰之后，無(wú)人機(jī)中央計(jì)算機(jī)將啟動(dòng)自動(dòng)融冰系統(tǒng)，在融冰無(wú)效的情況下，則需要下降高度，避免大面積結(jié)冰引起自重增加與控制失靈等情況。

2 電子信息技術(shù)在無(wú)人機(jī)方面的應(yīng)用設(shè)想

目前，無(wú)人機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)的各個(gè)方面，在軍事領(lǐng)域也有發(fā)揮著極其重要的作用，根據(jù)無(wú)人機(jī)的實(shí)際使用情況，以及市場(chǎng)需求的變化，電子信息技術(shù)在無(wú)人機(jī)方面的應(yīng)用應(yīng)進(jìn)行以下創(chuàng)新。

2.1 無(wú)人機(jī)集群商業(yè)表演中的信號(hào)傳輸

目前，我國(guó)在無(wú)人機(jī)集群的狀態(tài)控制研究方面已經(jīng)取得了一定的成績(jī)，利用無(wú)人機(jī)集群進(jìn)行大型商業(yè)表演成為一種新的商演模式。然而，在這些無(wú)人機(jī)商演中，大都出現(xiàn)了無(wú)人機(jī)信號(hào)干擾事件，其中包括內(nèi)部信號(hào)干擾和外部信號(hào)干擾兩種情況，嚴(yán)重影響了無(wú)人機(jī)集群表演的統(tǒng)一性和協(xié)調(diào)性。

針對(duì)該問(wèn)題，研究人員不僅要加強(qiáng)對(duì)外部干擾信號(hào)的屏蔽處理，還需要從電子信息技術(shù)的角度為無(wú)人機(jī)進(jìn)行獨(dú)立信道編碼，以及在出現(xiàn)信號(hào)干擾的情況下，能夠由中央計(jì)算機(jī)選擇進(jìn)入備用信道。如相關(guān)干擾無(wú)法解決的情況下，則出現(xiàn)故障的無(wú)人機(jī)應(yīng)立即關(guān)閉通信系統(tǒng)，主動(dòng)退出集群，避免對(duì)其它無(wú)人機(jī)造成影響。

2.2 基于電子信息技術(shù)的軍用無(wú)人機(jī)協(xié)同定位功能

在軍事領(lǐng)域，無(wú)人機(jī)的使用能夠減少人的傷亡，因此，無(wú)人機(jī)的大量使用將成為未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的一種趨勢(shì)，然而，在無(wú)人機(jī)參與作戰(zhàn)的情況下，仍需要降低被敵方發(fā)現(xiàn)的幾率，為此，無(wú)人機(jī)則需要盡量減少有源信號(hào)的輸出，保持靜默狀態(tài)飛行，這對(duì)軍用無(wú)人機(jī)的定位系統(tǒng)提出了嚴(yán)峻考驗(yàn)。

為更好地實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)的隱蔽性，在飛行過(guò)程中主動(dòng)接收衛(wèi)星提供的定位信息，并將信息發(fā)送給區(qū)域內(nèi)的其它無(wú)人機(jī)，根據(jù)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)提供的相對(duì)位置信息進(jìn)行計(jì)算，從而獲取各無(wú)人機(jī)當(dāng)前所處的實(shí)際位置。利用無(wú)人機(jī)協(xié)同定位功能，可以減少在地方空域暴露無(wú)人機(jī)目標(biāo)的概率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)有效突防與攻擊。

3 結(jié)束語(yǔ)

無(wú)人機(jī)的廣泛應(yīng)用改變了人們對(duì)于飛行器的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)，隨著人們對(duì)于無(wú)人機(jī)的功能需求不斷提高，電子信息技術(shù)將成為無(wú)人機(jī)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。作為一名高中生，通過(guò)了解電子信息技術(shù)在無(wú)人機(jī)方面的應(yīng)用，進(jìn)而激發(fā)自身在電子信息技術(shù)方面的學(xué)習(xí)興趣，樹(shù)立正確的學(xué)習(xí)目標(biāo)。