无人机系统数据链

无人机数据链系统
无人机应用
早期的无人机更多的为军事应用服务，如军事任务侦查等，随着技术和社会的发 展，工业级无人机和民用无人机得到快速的发展，工业级无人机用于农业植保、地理 测绘、电力巡检、救灾援助等；民用无人机用于航拍、物流等等领域。
数据链
无人机能够实现以上各种应用，数据链系统的起着非常重要的作用。 数据链系统是飞行器于地面系统通信的纽带，其通信质量的稳定性、安全性及灵 敏度对无人机有着极其重大的意义。
但是数据链不是独立于无人机工作的，数据链系统还需要 跟机上设备和地面设备协同工作，才能将通信作用转化为无人 机的作用。
图1 无人机数据链的框图
无人机系统数据链
天 线
任务载荷
数据链机载电台
飞控计算机
下
上
行
行
： 遥
： 遥
天
测
控线
地面站
数据链地面电台
图2 无人机数据链接连设备框图
无人机系统数据链
无人机数据链的机上设备，需要跟机上的飞控计算机和任务载荷设备接连。 飞行控制计算机是整个飞行器的核心部件，它主要有以下三个功能：飞行器多路的模 拟信号采集，包括航向信号、发动机转速、电源电压等等；利用通信信道与机载数据 电台、GPS信号、数字量传感器等进行通信；输出模拟信号和PWM脉冲等适应方向舵 机、升降舵机和气道等的控制要求。 任务载荷是无人机为了完成具体任务而装备到无人机上的设备，如摄像机、雷达等等。 以实现飞行任务的侦测、拍摄、摄像等一系列要求。 地面站的组成形式多种多样，最常见的是PC地面站，在民用领域更常见的是手机地面 站和遥控地面站。地面站可以用来专门进行控制飞行器，对飞行路径进行规划，对数 据进行采集、处理等等。地面站可以收、发信号，甚至可以更广泛的编辑、处理和运 算等等。
无人机系统数据链
数据链的要求
质量和体积：小巧，轻；无人机的飞行器质量控制非常严格，机上部件的体积尽量小 和重量轻，都对飞行器的飞行时间起着至关重要的影响。飞行器的整机质量太大，无 论是电动还是燃料飞行器的续航时间都是不小的损失。 抗干扰：随着通信技术的发，电磁环境变得更加复杂，通信距离增大带来的路径损耗、 传播路径带来的障碍物衰落、飞行器高速运动带来的多普勒频移等，数据链的抗干扰 能力变为尤为重要，现在的通常的要求是数据链需要具有调频扩频能力，调频组合越 高，抗干扰能力越强。 信号延迟：通信过程中信号延迟越小，对飞行器的飞行安全及通信可靠性的保障越高。 信号传输速率：通信过程中，信号传输速率越高，通信效率越高。 其他的一些要求，如系统的灵敏度、误码率、功耗、数据加密等等都是衡量数据链系 统必不可少、的指标。
无人机系统数据链
天 线
数据链机载电台
下
上
行
行
： 遥
： 遥天Βιβλιοθήκη 测控线数据链地面电台
无人机的数据链主要由两部分组成：机上模块（数据链机 载电台，天线），地面模块（数据链地面电台，天线）。
无人机数据链是双工通信，地面电台通过地面天线发送 遥控数据，机载天线收到地面的遥控数据后，对数据进行解析 执行相应的动作后，将数据在通过机载天线下发至地面电台， 这就是一次完整的数据链通信过程。