無人機系統信息傳輸技術分析

劉逸宸

摘 要：根據無人機的工作特點進行分析，它主要是實現空中數據的采集和處理平臺，是一個智能化的采集、分析、傳輸系統。無人機可以實現高精度的視頻影像采集，在交通、氣象、部隊信息偵察等多個領域中應用廣泛，并且做出巨大貢獻。本文闡述了無人機信息傳輸系統的基本概念，從它的需求和使用兩方面因素出發，討論了無人機系統的成本控制要求、戰術應用需求。從而分析了無人機系統信息傳輸技術近年來的發展狀況，并對信息傳輸技術進行了多方面的探討。

關鍵詞：無人機系統 信息傳輸技術 發展狀況

中圖分類號：V279 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）11（b）-0086-02

隨著科學技術的不斷進步，無人機領域逐漸發展成熟，無人機任務載荷和平臺發展也越來越好。無人機遠程技術在信息化作戰偵察活動中作用不斷突顯，具有較強的長續航能力、承載能力，而在無人機長航中，對性能的要求不斷提升，要求無人機具備高可靠的定位導航、監視及通信等能力，這些對無人機系統信息傳輸技術都有嚴格的要求，需要信息系統實現通信和數據的轉換。無人機在執行任務時，本身攜帶的可見光相機、雷達、攝像機等任務負載，都會有大量的數據等待處理、加工，形成產品傳輸到終端，由于系統傳輸能力的限制，數據在壓縮過程中會丟失一部分有用的信息，以此來提高信息傳輸效率。很明顯，無人機系統信息傳輸和處理的速率越高，能夠獲得的有用信息越多，偵察能力也明顯提升，效果更加顯著。所以，無人機系統信息傳輸中信息的高速傳輸和處理是確保數據接收、高精度偵察的重要部分。

1 無人機系統需求和使用

1.1 成本控制要求

近年來，無人機系統發展成為一大熱點。各種形式的新型無人機系統在軍事和日常生活中應用，對信息傳輸技術提出了更高的要求。而無人機系統成本是無人機系統設計過程中必須認真考慮的問題，要在提高質量的過程中盡量控制無人機系統成本的投入。

無人機系統設計的重心主要放在無人機平臺和任務載荷兩個內容中，但根據具體的數據表明，無人機指揮控制設備和數據測控鏈的成本十分高，是普通無人機成本的2～3倍。這意味著無人機系統的信息傳輸技術可以很大程度上降低系統開發的成本，及后期無人機訓練、后勤方面的費用，還能夠提高無人機系統的靈活性，增強系統的使用效率。

1.2 戰術應用需求

隨著無人機技術的不斷發展和完善，單架無人機在執行任務時將會面臨不同程度的難度，而強化無人機系統是未來無人機應用的趨勢，能夠提高無人機的各方面使用性能。無人機在工作過程中會進行地面偵察任務，并將偵察到的信息經過處理后傳輸到接收終端上，無人機系統可以實現無人機群之間的信息交換功能，無人機群多機偵察協同作戰可以提高信息傳輸的速率，并且克服單架無人機載荷設備的限制，完成大面積的偵察、搜索工作。

2 無人機發展重點

隨著科學技術的快速發展，無人機系統應用廣泛。在發達國家中已經成功研究出適用于農業、氣象等方面的無人機駕駛系統。無人機系統可以執行森林防護、道路、環境監控等方面任務，能夠對不同的情況進行監控和調查，而且在軍事應用中，無人機系統能夠對國家邊境情況進行監視，擴大戰時的感知靈敏度。

近年來，我國的無人機系統研究經過了跳躍式的發展，一定程度上縮小了與發達國家無人機研發之間的差距，我國自主研發的無人機系統能夠基本滿足軍民兩用，并且與國際水平接軌。

但是，我國無人機系統的研發還是存在諸多的困難，沒有掌握核心的無人機系統研發技術，雖然有過很多的無人機模型展示，但是實體機的生產并沒有真正實現，并且無人機系統發展步伐跟不上部隊發展的步伐，無人機偵察手段較落后。我國的無人機系統信息傳輸技術研發還在起步階段，和國外的數據傳輸速度比較，傳輸速率過低、容量多小，各方面的情況都限制了無人機系統的使用效能。但是，我國在無人機系統研究領域投入了大量的人力、物力及財力，為了盡快趕上發達國家的發展步伐。

3 無人機系統信息傳輸技術分析

3.1 通用地面控制線系統及技術標準規范

數據顯示，無人機系統的設計要點是飛機載荷和飛機平臺上，但是地面系統設置成本更高，是單架無人機的2～3倍。因此，在無人機系統信息傳輸過程中，要盡可能地控制無人機多種類型的地面控制系統，一方面可以降低系統的開發成本，另一方面能夠增強無人機系統的使用靈活性，提高使用效率。因此，無人機系統的標準化、一般化要求逐漸顯現出來，無人機系統標準要不斷趨向與一般化、系統化、模塊化發展。

3.2 無人機系統交互操作

無人機交互操作主要分為兩個方面：一是物理方面，要實現數據鏈的大眾化，在信息格式、頻段、數據格式等方式的一致性，這是交互操作實現的基本要求。二是應用方面，是地面與飛機載荷控制的通用性，實現數據處理、控制指令、操作控制、數據產品標準的統一性。

3.3 多任務載荷接入技術

無人機系統是利用不同傳感器協同工作完成偵察、搜索任務，任務過程中要確保連貫，完成綜合性的偵察工作，提高無人機系統的使用效率。

多任務載荷接入技術是通過實現不同端口數據的接入和處理過程中，出現的復接效率和端口速率的問題，基于短數據和長數據的混合方案中實現數據的適配和重組任務。數據分段/重組適配是為了對實時和非實時的數據進行重組和適配工作，由于數據的來源不同，數據通常會分為短數據和長數據兩種形式，兩種的區別在于格式中的字段長度不太相同，利用復接單元對中速和高速模式的數據進行封裝，而復接數據可以進行無格式化封裝。

3.4 抗干擾、抗截獲數據傳輸

信息傳輸系統是無人機系統的關鍵部分。在無人機系統需要在電磁環境中工作，要具備極強的抗電磁干擾能力，以確保系統的正常運行。為了提高無人機系統的使用壽命，測控系統中要采用低頻譜的電磁輻射技術，對測控系統的信息進行傳輸，一方面能夠提高無人機系統的抗干擾能力，也能夠防止采集的有用信號被截獲，保證信息的安全性。

3.5 高速數據傳輸技術

對于一部分戰時無人機而言，在多機協同任務是高速數據的傳輸是非常必要的。利用合成孔徑雷達、高精度的光電傳感器來實現數據的高速傳輸，效率可以達到每秒數百兆，設計過程中，要綜合考慮使用構件的體積、重量、靈敏度、功耗等重要數據，在一般情況下，會使用高效數據壓縮技術來降低功率、帶寬等的不同需求。

4 結語

無人機系統信息傳輸與無人機系統的應用聯系非常密切，為了滿足國家發展的需求，重點對無人機信息傳輸技術進行關注，對提高無人機系統的使用效能十分重要。所以，要不斷加強無人機系統信息傳輸技術成果的轉化，對無人機系統成本控制的同時，也要結合各種技術實現數據傳輸效率的突破，攻克信息傳輸技術的難關，趕上發達國家無人機系統研究應用的步伐。

參考文獻

[1] 侯占國，陸志剛，時旭東，等.無人機測控與信息傳輸系統修理技術研究[J].航空維修與工程，2016（10）：62-64.

[2] 周祥生.無人機測控與信息傳輸技術發展綜述[J].無線電工程，2008，38（1）：30-33.

[3] 吳潛，雷厲.多無人機測控與信息傳輸系統的技術與發展[J].電訊技術，2008，48（10）：107-111.

[4] 黃超，孟凡計，王玉文.無人機信息傳輸系統仿真設計[J].通信技術，2012，45（12）：17-19.

[5] 涂宜鋒.無人機寬帶測控與信息傳輸系統關鍵技術研究[J].電訊技術，2014，54（9）：1193-1199.

[6] 黃超.無人機信息傳輸系統中TCDL數據鏈關鍵技術研究及仿真[D].電子科技大學，2013.