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舰载无人机测控系统关键技术

时间:2017-11-07 17:36来源:无人机 作者:中国通航

(2) “一站多机”高速数据传输技术。除了采用上述高速率数据传输技术以外,如果作用距离较远,测控站需要采用增益较高的定向跟踪天线,在天线波束不能同时覆盖多架无人机时,则要采用多个天线或多波束天线。在不需要任务传感器信息传输时,测控站一般采用全向天线或宽波束天线。当多架无人机超出视距范围以外时,需要采用中继方式。根据中继方式不同,又分为空中中继一站多机数据链和卫星中继一站多机数据链。
 
2.7超视距中继传输技术
 
超视距无人机数据链是无人机超出地面测控站的无线电视距范围时,通过地面中继、卫星中继、空中中继实现地面站和无人机的超视距和复杂地形环境下通信,大大提高了无人机的环境适应能力。
研究超视距中继传输技术可大大提高无人机的运行范围,提高系统运行的稳定性,避免山区或城市恶劣地形对数据链的影响。
 
3 舰面测控站技术
 
舰面测控站主要完成舰载无人机任务规划和操纵监视等功能,主要包括:(1)飞行和机载设备工作指令的实时遥控技术;(2)飞行航迹和参数的综合显示和记录等;(3)对无人直升机进行跟踪定位;(4)侦察信息的实时记录与回传技术。
 
3.1舰面测控站总体布置设计技术
 
舰面测控站总体布置设计技术是指将无人机起降、遥控遥测等所需的舰面设备进行在舰上进行总体布置的各项方法、手段和技术的总称,其中涉及人机工学、设备电磁兼容、舰船总体设计等方面的技术。
舰面测控站总体布置设计技术是舰面测控站总体设计的重要环节,总体布置设计是否合理、布置方案是否优化对舰面测控站的操作和功能发挥有直接影响。研究并应用该项技术到实际舰艇设计和加改装工程中,可保障无人机顺利上舰,并进行相应的无人机运行和操作。主要技术研究方向包括:
(1) 舰面控制站中任务控制设备、飞行控制设备的舱内人机工程学布置。
(2) 数据链设备舱外总体布置,包括数据链天线与其他雷达、通信、敌我识别设备的电磁兼容设计。
(3) 无人机舰面起降辅助设备所需的惯性测量单元、GPS及副数据链的总体布置,包括位置、遮蔽等方面的考虑。
 
3.2舰面指挥控制站互操作与通用化技术
 
舰面指挥控制站互操作与通用化技术的涵义包括:(1)实现多型无人机系统在执行指派任务时协同行动的能力。(2)利用和共享跨领域无人机系统传感器的信息来无缝地指挥、控制和通信的能力。(3)能够接受不同系统的数据信息和功能服务,并使得他们有效协作的能力。(4)能够提供数据信息和功能服务给其他无人机系统、单位、部队的能力。
互操作是实现网络中心站的基本使能技术,是实现联合作战和协同作战的基础。实现地面站互操作与通用化为目标,制定统一地面站信息与控制接口标准和人机界面,使单一的地面控制站可满足多型无人机控制需求,并使各型无人机地面站相互之间信息共享,这也是未来舰面测控站发展方向。主要技术研究方向包括:
(1) 顶层综合规划和统一管理,强调互操作性标准及情报、件事和侦察系统的统一化设计。
(2) 技术上设计统一标准和开放式结构,包括技术标准、作战标准、战术标准、程序标准、数据标准、界面标准,并通过模块化设计和开放式结构,进行综合集成和配置。
(3) 研究北约标准――无人机控制系统接口标准STANAG 4586,STANAG 4586标准采用无人机控制系统功能体系架构,规定该功能体系架构中的数据链接口、无人机控制接口和人机接口的详细要求以及设计方法等。可以使无人机地面控制站与不同类型的无人机平台及其载荷,以及与作战系统之间进行通信[3]。
(4) 在应用和战术上,与其他无人机、有人机系统及各战术平台进行协同作战,真正实现互操作。
 
4 天线设计技术
 
天线作为无人机上舰后测控系统的重要组成部分,其性能直接影响无人机系统的性能发挥。而舰船平台结构复杂设备繁多空间有限,研究舰面测控天线综合集成设计具有十分重要的意义。
 
国内陆基型无人机测控技术已较成熟,但测控系统上舰涉及的天线集成技术薄弱,天线难以满足舰载条件下的一体化和小型化以及动基座下天线自动跟踪精度要求。展望未来测控天线的发展趋势,将会向智能蒙皮、大规模集成、超宽带、高效率、低RCS等方向发展;频段将由微波段向毫米波段,甚至光波段延伸;新兴天线必将融合多种技术,性能将会得到进一步提升。因此,加速研制适应这些新概念、新体制的测控天线必将推进测控通信技术的进一步发展。
 
4.1基于综合射频体制的无人机舰面测控天线设计技术
 
基于综合射频体制的无人机舰面测控天线设计技术是将数据链天线孔径由载舰的分布式宽带多功能孔径取代,采用模块化、开放式、可重构的射频传感器系统体系构架,并结合功能控制与资源管理调度算法、软件,实现无人机数据传输的射频功能。
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