Ⅰ 無人駕駛飛機的關鍵技術
無人機主要有五項目關鍵技術,分別是機體結構設計技術、機體材料技術、飛行控制技術、無線通信遙控技術、無線圖像回傳技術,這五項目技術支撐這現代化智能型無人機的發展與改進。
機體結構設計技術:飛機結構強度研究與全尺寸飛機結構強度地面驗證試驗。在飛機結構強度技術研究方面,包括飛機結構抗疲勞斷裂及可靠性設計技術,飛機結構動強度、復合材料結構強度、航空雜訊、飛機結構綜合環境強度、飛機結構試驗技術以及計算結構技術等。
機體材料技術:機體材料(包括結構材料和非結構材料)、發動機材料和塗料,其中最主要的是機體結構材料和發動機材料,結構材料應具有高的比強度和比剛度,以減輕飛機的結構重量,改善飛行性能或增加經濟效益,還應具有良好的可加工性,便於製成所需要的零件。非結構材料量少而品種多,有:玻璃、塑料、紡織品、橡膠、鋁合金、鎂合金、銅合金和不銹鋼等。
飛行控制技術:提供無人機三維位置及時間數據的GPS差分定位系統、實時提供無人機狀態數據的狀態感測器、從無人機地面監控系統接收遙控指令並發送遙測數據的機載微波通訊數據鏈、控制無人機完成自動導航和任務計劃的飛行控制計算機,所述飛行控制計算機分別與所述航姿感測器、GPS差分系統、狀態感測器和機載微波通訊數據鏈連接。本實用新型採用一體化全數字匯流排控制技術、微波數據鏈和GPS導航定位技術,可使無人機平台滿足多種陸地及海上低空快速監測要求。
無線通信遙控技術:無人機通信一般採用微波通信,微波是一種無線電波,它傳送的距離一般可達幾十公里。頻段一般是902-928MHZ,常見有MDSEL805, 一般都選用可靠的跳頻數字電台來實現無線遙控,北京節點通有成熟的應用。
無線圖像回傳技術:採用COFDM調制方式,頻段一般為300MHZ,實現視頻高清圖像實時回傳到地面,比如NV301等,節點通有多種應用。
Ⅱ 行業知識科普| 數據鏈——無人機傳輸紐帶
無人機數據鏈是一個多模式的智能通信系統,能夠感知無人機在工作區域的電磁環境特徵,並根據環境特徵和通訊要求完成對無人機遙控、遙測、跟蹤定位和感測器傳輸,實時動態地調整通信系統的工作參數,主要包括通信協議、工作頻率、調制特性和網路結構等。達到可靠通信或節省通信資源的目的,是飛行器與地面站聯系的重要紐帶,可以稱作是無人機的測控系統。
無人機數據鏈按照傳輸方向可以分為:上行鏈路和下行鏈路。上行鏈路主要完成地面站到無人機遙控指令的發送和接受,下行鏈路執行遙測和數據傳輸功能,主要完成無人機到地面站的遙測數據以及紅外或電視圖像的發送和接收。系統根據定位信息的傳輸,利用上下行鏈路進行測距,其性能直接影響到無人機性能的優劣。目前普通無人機大多採用定製視距數據鏈,而中高空、長航時無人機則都會採用視距和超視距衛通數據鏈。
數據鏈系統主要由測控管理器、發射機及接收機組成,測控管理器負責地面遙控與遙測數據的融合與處理。管理無線電發射與接收時序,使遙控與遙測能同步協調工作。發射機和接收機由無線電測控電台及天線構成,無線電測控電台採用雙工數傳電台,負責遙控指令的發射與遙測數據的接收。數據鏈的性能通常能影響無人機的性能,主要根據數據鏈是否具有跳頻擴頻功能、存儲轉發功能、數據加密功能、高速率、低功耗等性能來衡量無人機數據鏈是否優秀。
人工智慧技術推動無人機進入不同的行業應用領域,隨著機載感測器、定位的精準程度和執行任務的復雜程度不斷上升,要求無人機具備強實用力,同時對數據鏈的帶寬也提出了很高的要求。未來無人機數據鏈將向著高速、寬頻、保密、抗干擾的方向發展。
目前視距內飛行是無人機的主要飛行方式,飛行距離在幾公里以內。隨著智能技術的發展,未來,無人機與5G通訊技術的融合將使無人機實現更精準的控制,實現超視距飛行,為無人機低空領域的飛行和更多行業的應用提供技術支持與保障。