大佬講解測控系統(tǒng)(六)，艦載無人機(jī)測控系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)有哪些?

測控系統(tǒng)的使用保證了系統(tǒng)的安全性，一個(gè)設(shè)計(jì)良好的測控系統(tǒng)更是安全的保障者。對于測控系統(tǒng)，小編在往期文章中也有所介紹。為增進(jìn)大家對測控系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，本文將對艦載無人機(jī)測控系統(tǒng)涉及的一些關(guān)鍵技術(shù)予以探討。如果你對測控系統(tǒng)具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀。

一、引言

艦載無人機(jī)系統(tǒng)按功能劃分一般包括飛行器平臺(tái)、測控與信息傳輸系統(tǒng)(簡稱測控系統(tǒng))、任務(wù)載荷系統(tǒng)、艦面綜合保障系統(tǒng)、導(dǎo)航飛控系統(tǒng)等。艦載無人機(jī)測控系統(tǒng)作為艦載無人機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分，實(shí)現(xiàn)對艦載無人機(jī)的遙控、遙測、跟蹤定位和信息傳輸，主要包括數(shù)據(jù)鏈和艦面控制站，其中數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)包括測量設(shè)備、信息傳輸設(shè)備、數(shù)據(jù)中繼設(shè)備等。

無人機(jī)測控系統(tǒng)與航天測控系統(tǒng)相比有很大不同，航天測控系統(tǒng)主要針對大氣層外的固定軌道飛行器，無人機(jī)主要是在大氣層內(nèi)飛行，測控環(huán)境復(fù)雜，而艦載無人機(jī)測控系統(tǒng)相比一般無人機(jī)測控系統(tǒng)，面臨的測控環(huán)境更為復(fù)雜，更需要注重測控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、互操作性、抗干擾性以及適裝性。

本文通過研究艦載無人機(jī)測控系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)和新技術(shù)，對艦載無人機(jī)測控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行綜述，主要包括艦載無人機(jī)數(shù)據(jù)鏈通信技術(shù)、艦面測控站技術(shù)和天線設(shè)計(jì)技術(shù)。

二、艦載無人機(jī)數(shù)據(jù)鏈通信技術(shù)

艦載無人機(jī)數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)且环N在艦面測控站、指揮信息系統(tǒng)、無人機(jī)之間，采用一種或多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，按照規(guī)定的通信協(xié)議和消息標(biāo)準(zhǔn)傳遞格式化戰(zhàn)術(shù)信息的數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)。能夠與測控站、無人機(jī)系統(tǒng)、指揮系統(tǒng)緊密結(jié)合，將地理空間上相對分散的探測單元、指控系統(tǒng)緊密地連接在一起，保證情報(bào)、指揮控制、無人機(jī)協(xié)同等信息實(shí)時(shí)、可靠、準(zhǔn)確地傳輸，實(shí)現(xiàn)信息共享，便于指揮人員實(shí)時(shí)掌握目標(biāo)區(qū)域情況，縮短了情報(bào)獲取時(shí)間，提高了指揮速度和無人機(jī)系統(tǒng)的協(xié)同作戰(zhàn)能力。

為了適應(yīng)未來作戰(zhàn)任務(wù)、無人機(jī)平臺(tái)和任務(wù)載荷的發(fā)展需求，無人機(jī)測控?cái)?shù)據(jù)鏈技術(shù)在數(shù)據(jù)傳輸能力、抗干擾能力、安全保密能力和網(wǎng)絡(luò)化等方面面臨挑戰(zhàn)。

2.1 高速率數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)

無人機(jī)數(shù)據(jù)鏈的傳輸能力一般指下行鏈路傳輸速率，主要取決于任務(wù)傳感器的分辨率、幀速率、數(shù)據(jù)鏈的作用范圍、設(shè)備規(guī)模和安裝條件等。國外無人機(jī)視距數(shù)據(jù)鏈路傳輸速率一般為1.544Mbps、8.144Mbps、和10.71Mbps，能夠滿足一般戰(zhàn)術(shù)偵察和監(jiān)視的需求。未來，隨著合成孔徑、機(jī)載預(yù)警雷達(dá)和高分辨、多光譜、多組合傳感器設(shè)備在無人機(jī)上的應(yīng)用，數(shù)據(jù)傳輸速率將會(huì)達(dá)到1.48Mbps～3Gbps，甚至?xí)?，對無人機(jī)數(shù)據(jù)鏈的傳輸速率和容量提出了更高的要求。

為適應(yīng)高分辨、多光譜、多組合傳感器的發(fā)展，必須大力提高數(shù)據(jù)鏈的傳輸能力，應(yīng)加強(qiáng)以下方面技術(shù)的研究。主要包括 “四合一”一體化信道綜合技術(shù);無人機(jī)視頻壓縮編碼技術(shù);激光通信數(shù)據(jù)鏈技術(shù)。

(1) “四合一”綜合信道體制是指跟蹤定位、遙測、遙控和信息傳輸?shù)慕y(tǒng)一載波體制,即視頻信息傳輸與遙測共用一個(gè)信道,利用視頻與遙測信號(hào)進(jìn)行跟蹤測角,利用遙控與遙測進(jìn)行測距。視頻與遙測共用信道的方式包括2種:一種是模擬視頻信號(hào)與遙測數(shù)據(jù)副載波頻分傳輸;另一種是數(shù)字視頻數(shù)據(jù)與遙測復(fù)合數(shù)據(jù)傳輸。采用“四合一”綜合信道體制,就要解決直接接收寬帶調(diào)制信號(hào)的天線高精度自動(dòng)跟蹤問題。

(2) 無人機(jī)視頻壓縮編碼技術(shù)是指利用視頻圖像數(shù)據(jù)的強(qiáng)相關(guān)性，將冗余信息分為空域冗余信息和時(shí)域冗余信息，而壓縮技術(shù)就是將數(shù)據(jù)中的冗余信息去掉(去除數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性)，壓縮技術(shù)包含幀內(nèi)圖像數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)、幀間圖像數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)和熵編碼壓縮技術(shù)。根據(jù)無人機(jī)使用特點(diǎn)，應(yīng)研究存儲(chǔ)開銷低(適合機(jī)載條件)、實(shí)時(shí)性強(qiáng)(時(shí)延小)、恢復(fù)圖像質(zhì)量好(失真小)的高倍視頻數(shù)字壓縮編碼技術(shù)。

(3) 激光通信數(shù)據(jù)鏈可以提供比現(xiàn)有微波通信鏈路容量大的多的數(shù)據(jù)傳輸速率,國外相關(guān)技術(shù)每秒可傳輸上百萬兆比特的數(shù)據(jù)。到2030年前,無人機(jī)測控系統(tǒng)需要達(dá)到500 Mbit/s(視距)或以上的數(shù)據(jù)率,衛(wèi)星中繼鏈路和無人機(jī)機(jī)間高速數(shù)據(jù)鏈路將需要提供更高的數(shù)據(jù)傳輸能力,這可以在光通信新體制方面取得突破,并開展實(shí)用性研究。

2.2 數(shù)據(jù)抗干擾傳輸技術(shù)

無人機(jī)測控與通信數(shù)據(jù)鏈抗干擾技術(shù)是指采用擴(kuò)頻抗干擾技術(shù)、自適應(yīng)干擾抑制技術(shù)、信源與信道編碼技術(shù)等保障無人機(jī)運(yùn)行的暢通。為了提高系統(tǒng)的抗干擾性能、降低攔截概率和檢測概率，結(jié)合無人機(jī)使用特點(diǎn)，應(yīng)加強(qiáng)以下方面技術(shù)的研究。

(1) 抗干擾技術(shù)從單一技術(shù)的抗干擾，發(fā)展到多種技術(shù)相結(jié)合，從單一物理層抗干擾發(fā)展到包括網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層在內(nèi)的多層面結(jié)合優(yōu)化的抗干擾;從單一設(shè)備的抗干擾發(fā)展到系統(tǒng)級(jí)、網(wǎng)絡(luò)級(jí)的綜合抗干擾。

(2) 研究抗干擾智能調(diào)零天線。智能調(diào)零天線采用陣列信號(hào)處理和數(shù)字波束成形技術(shù)，在干擾源方向形成零點(diǎn)，調(diào)零深度可達(dá)20dB以上，從而實(shí)現(xiàn)空域抗干擾。

(3) 研究自適應(yīng)干擾對校技術(shù)。在頻域上寬帶有用信號(hào)和窄帶干擾信號(hào)特征截然不同，根據(jù)此特征可以檢測出干擾信號(hào)，并使用自適應(yīng)陷濾波技術(shù)將其消除。

(4) 研究基于認(rèn)知的抗干擾技術(shù)?；谡J(rèn)知的抗干擾技術(shù)是結(jié)合頻譜感知、頻譜管理和鏈路傳輸參數(shù)重新配置的新技術(shù)。它利用頻譜感知技術(shù)獲得頻譜空間的占用情況，通過頻譜管理給出可選擇的備用信道，并將鏈路建立在新的傳輸信道上，以規(guī)避干擾信號(hào)所在的頻帶，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸。

以上便是此次小編帶來的“測控系統(tǒng)”相關(guān)內(nèi)容，通過本文，希望大家對艦載無人機(jī)測控系統(tǒng)涉及的相關(guān)技術(shù)具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!