无人机系统信息传输技术分析

刘逸宸

摘 要：根据无人机的工作特点进行分析，它主要是实现空中数据的采集和处理平台，是一个智能化的采集、分析、传输系统。无人机可以实现高精度的视频影像采集，在交通、气象、部队信息侦察等多个领域中应用广泛，并且做出巨大贡献。本文阐述了无人机信息传输系统的基本概念，从它的需求和使用两方面因素出发，讨论了无人机系统的成本控制要求、战术应用需求。从而分析了无人机系统信息传输技术近年来的发展状况，并对信息传输技术进行了多方面的探讨。

关键词：无人机系统 信息传输技术 发展状况

中图分类号：V279 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）11（b）-0086-02

随着科学技术的不断进步，无人机领域逐渐发展成熟，无人机任务载荷和平台发展也越来越好。无人机远程技术在信息化作战侦察活动中作用不断突显，具有较强的长续航能力、承载能力，而在无人机长航中，对性能的要求不断提升，要求无人机具备高可靠的定位导航、监视及通信等能力，这些对无人机系统信息传输技术都有严格的要求，需要信息系统实现通信和数据的转换。无人机在执行任务时，本身携带的可见光相机、雷达、摄像机等任务负载，都会有大量的数据等待处理、加工，形成产品传输到终端，由于系统传输能力的限制，数据在压缩过程中会丢失一部分有用的信息，以此来提高信息传输效率。很明显，无人机系统信息传输和处理的速率越高，能够获得的有用信息越多，侦察能力也明显提升，效果更加显著。所以，无人机系统信息传输中信息的高速传输和处理是确保数据接收、高精度侦察的重要部分。

1 无人机系统需求和使用

1.1 成本控制要求

近年来，无人机系统发展成为一大热点。各种形式的新型无人机系统在军事和日常生活中应用，对信息传输技术提出了更高的要求。而无人机系统成本是无人机系统设计过程中必须认真考虑的问题，要在提高质量的过程中尽量控制无人机系统成本的投入。

无人机系统设计的重心主要放在无人机平台和任务载荷两个内容中，但根据具体的数据表明，无人机指挥控制设备和数据测控链的成本十分高，是普通无人机成本的2～3倍。这意味着无人机系统的信息传输技术可以很大程度上降低系统开发的成本，及后期无人机训练、后勤方面的费用，还能够提高无人机系统的灵活性，增强系统的使用效率。

1.2 战术应用需求

隨着无人机技术的不断发展和完善，单架无人机在执行任务时将会面临不同程度的难度，而强化无人机系统是未来无人机应用的趋势，能够提高无人机的各方面使用性能。无人机在工作过程中会进行地面侦察任务，并将侦察到的信息经过处理后传输到接收终端上，无人机系统可以实现无人机群之间的信息交换功能，无人机群多机侦察协同作战可以提高信息传输的速率，并且克服单架无人机载荷设备的限制，完成大面积的侦察、搜索工作。

2 无人机发展重点

随着科学技术的快速发展，无人机系统应用广泛。在发达国家中已经成功研究出适用于农业、气象等方面的无人机驾驶系统。无人机系统可以执行森林防护、道路、环境监控等方面任务，能够对不同的情况进行监控和调查，而且在军事应用中，无人机系统能够对国家边境情况进行监视，扩大战时的感知灵敏度。

近年来，我国的无人机系统研究经过了跳跃式的发展，一定程度上缩小了与发达国家无人机研发之间的差距，我国自主研发的无人机系统能够基本满足军民两用，并且与国际水平接轨。

但是，我国无人机系统的研发还是存在诸多的困难，没有掌握核心的无人机系统研发技术，虽然有过很多的无人机模型展示，但是实体机的生产并没有真正实现，并且无人机系统发展步伐跟不上部队发展的步伐，无人机侦察手段较落后。我国的无人机系统信息传输技术研发还在起步阶段，和国外的数据传输速度比较，传输速率过低、容量多小，各方面的情况都限制了无人机系统的使用效能。但是，我国在无人机系统研究领域投入了大量的人力、物力及财力，为了尽快赶上发达国家的发展步伐。

3 无人机系统信息传输技术分析

3.1 通用地面控制线系统及技术标准规范

数据显示，无人机系统的设计要点是飞机载荷和飞机平台上，但是地面系统设置成本更高，是单架无人机的2～3倍。因此，在无人机系统信息传输过程中，要尽可能地控制无人机多种类型的地面控制系统，一方面可以降低系统的开发成本，另一方面能够增强无人机系统的使用灵活性，提高使用效率。因此，无人机系统的标准化、一般化要求逐渐显现出来，无人机系统标准要不断趋向与一般化、系统化、模块化发展。

3.2 无人机系统交互操作

无人机交互操作主要分为两个方面：一是物理方面，要实现数据链的大众化，在信息格式、频段、数据格式等方式的一致性，这是交互操作实现的基本要求。二是应用方面，是地面与飞机载荷控制的通用性，实现数据处理、控制指令、操作控制、数据产品标准的统一性。

3.3 多任务载荷接入技术

无人机系统是利用不同传感器协同工作完成侦察、搜索任务，任务过程中要确保连贯，完成综合性的侦察工作，提高无人机系统的使用效率。

多任务载荷接入技术是通过实现不同端口数据的接入和处理过程中，出现的复接效率和端口速率的问题，基于短数据和长数据的混合方案中实现数据的适配和重组任务。数据分段/重组适配是为了对实时和非实时的数据进行重组和适配工作，由于数据的来源不同，数据通常会分为短数据和长数据两种形式，两种的区别在于格式中的字段长度不太相同，利用复接单元对中速和高速模式的数据进行封装，而复接数据可以进行无格式化封装。

3.4 抗干扰、抗截获数据传输

信息传输系统是无人机系统的关键部分。在无人机系统需要在电磁环境中工作，要具备极强的抗电磁干扰能力，以确保系统的正常运行。为了提高无人机系统的使用寿命，测控系统中要采用低频谱的电磁辐射技术，对测控系统的信息进行传输，一方面能够提高无人机系统的抗干扰能力，也能够防止采集的有用信号被截获，保证信息的安全性。

3.5 高速数据传输技术

对于一部分战时无人机而言，在多机协同任务是高速数据的传输是非常必要的。利用合成孔径雷达、高精度的光电传感器来实现数据的高速传输，效率可以达到每秒数百兆，设计过程中，要综合考虑使用构件的体积、重量、灵敏度、功耗等重要数据，在一般情况下，会使用高效数据压缩技术来降低功率、带宽等的不同需求。

4 结语

无人机系统信息传输与无人机系统的应用联系非常密切，为了满足国家发展的需求，重点对无人机信息传输技术进行关注，对提高无人机系统的使用效能十分重要。所以，要不断加强无人机系统信息传输技术成果的转化，对无人机系统成本控制的同时，也要结合各种技术实现数据传输效率的突破，攻克信息传输技术的难关，赶上发达国家无人机系统研究应用的步伐。

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