无人机集群通信关键技术分析

无人机集群通信关键技术分析

摘要近年来，中国的科技迅猛发展，各个技术研发都崭露头角。无人机技术就算是发展的比较迅速的一个技术。但每个事物都有利有弊，因为一些因素的制约导致无人机的某些方面被利用的领域有限，所以在我们日常中见到的无人机并不是很多。对于我们来说，最常见的就是航拍的无人机，在重大事件或者是学校活动中经常用到。其实无人机在商业和军事方面都有很大的前景，下面我将阐述关于这两方面的无人机的相关特性，并将根据我所了解的，分析无人机通信作业中面临的需要克服的问题和解决办法。

关键词无人机；集群通信；关键技术

1 关于无人机的相关概述

无人机是无人驾驶飞机的简称，它是利用无线电遥控设备和自备的程序控制和装置操作的不载人飞机，比较适合于那些愚钝的或者不方便的危险任务。与载人飞机相比，它具有体积小使用方便，对作业或者进行任务的环境要求低，战场生存能力强的优点，重要的是它基本没有人员伤亡的现象发生。它的应用范围主要是针对军事和民用方面，民用方面比较重要的就是商业领域的用途，下面我将具体分析这几个方面[1]。

2 无人机不同领域的分析

军事领域的无人机主要是进行大国间的交流以及侦查获取信息或者监测等方面。这就需要频谱的资源分配问题是否正常均匀，无人机的信息传输是否安全，以及无人机的能量供给是否充足都是至关重要的，如果某一环节出错将会导致信息不能传输成功，通信发生问题，这就会在某些时候影响大局的发展。所以，如何关注这些重要的细节问题是应该去思考解决的。但值得乐观的是我国和美国的无人机是走在世界前列的，所以在军事方面的竞争力还是很强的在军事活动中我们的无人机集群发挥了重大作用，展示了自身的实力，由于军事方面意义比较特殊我就不再详细说了。

在民用方面我就主要说商业领域的用途了，比较值得注意和自豪的就是无人机的集群表演活动，前几年在广州财富的酒会上就用了1180台无人机进行大型的表演，时间虽然比较短，却震惊了世界，打破了吉尼斯世界纪录。一旦一台机器出现了问题，它就会自动下落自动修复然后再继续表演。所以呈现出来的效果很是惊艳，斑斓的色彩，特殊的造型，各自的排队都很惊艳所以这是成功的可以說是里程碑似的演出。

所以它对于各个无人机之间的通信要求是非常高的，需要为每个无人机配置程序进行任务，按照各自的轨迹或者程序进行高精度的作业，这是精准的数据链和遥控设备的密切配合才能将误差缩小到2—3厘米。这就是关键技术的关键所在。

3 关于无人机的通信技术见解

无人机的工作一般是通过地面的遥控设备进行控制的，也有的通过手机App 来加以控制，但是这种情况无法单的发送遥控指令的协同数据。但无人机的数据链体积较小，质量轻便和技术成熟的通信模块。另外一点是无人机的通信链聚集的频段比较拥挤，为了确保在恶劣环境下不失去控制，通信的可靠性是至关重要的。所以我们最好选择跳频体制的数据链，它的抗干扰性能好，抗衰落的能力强。要采用图像和通信技术这样可以在较小的环境下实现高清运输，采用高频谱的利用率[2]。

4 无人机群的集群举动

这种集群活动是和动物的集体活动有本质的相似之处的。群行就是一种生物的团体性活动，最典型的例子是外观上看起来一群聚集在一起兜圈或者朝特定方向行动的一种行动。从笼统的角度讲这是一种突破运动，就是个别遵守简单的运动和逻辑规则进行行动，不需要有任何的中央调和，是一种自然而然的现象。所以根据这一特征集群的无人机应遵循下面几个原则：

①个别沿着邻居一样的方向移动，形成需要的队形

②个别坚持要接近邻居，形成一致性

③个别防止与邻居碰撞，以免发生事故

这就需要另一个重要的方面，共鸣主动性，是智能领域的调和机制。比如蚂蚁就具有一样的本质的特点。蚂蚁会通过散步道路上的信息来进行分析交流，这让他们看起来很聪明。共鸣主动性就不需要任何控制或者是代理间的直接通信，是能够产生复杂流程的。它的原理是通过动作留在环境中的轨迹刺激下一个动作的实施，随后它们的行动而有序一起完成复杂的结构，不用规划不需要个别之间的直接通信。而无人机的程序就和这个有些类似了，有固定的轨迹，某些方面不需要和同伴交流。

另一个重要的方面就是机器人集群。讲这个原理应用到机器人和群体机器人它的效果是出乎意料的，它是更为通用的算法合集，研究人员将多个小型机器人建立模型去进行他们的专属任务。

5 关于通信技术的关键核心经验总结方法

其实对于任何事物本质上的解决方法都是一样的，就是要善于发现总结，我们常说要有一双善于发现美的眼睛，所以也应该有一双善于发现问题的眼睛，在平常的工作中，一定要仔细观察无人机经常的出现的问题是什么，总结出来，找到共同之处，寻找最便捷最快速的解决方法，这才是最正确的事情。

另外，要善于与其他合作伙伴进行交流合作，学习彼此的新技术，取长补短实现共赢，毕竟都是为了人民服务，为了国家未来发展服务，所以竭尽全力进行探索和实验发现都是值得的。还有就是要对无人机进行日常的维修更新，保障每个零部件的正常功能的发挥，这样才不会因为某个零部件的损坏而影响通信的正常进行。总之，每个部分都是不可忽视的，当然通信是重中之重，但其他的也是不可忽视的部分[3]。

6 结束语

展望未来，前景都是美好的是值得期待的，对于无人机来说前景更是宽广的，军事方面会发挥越来越大的作用，进一步拓展军事战略需要的空间，不断发挥最大的效能，提高自身的机器强度与精度。从而进一步增强我国的军事实力与军事地位，在商业民用方面，拓展的空间就更大了，发挥的经济和文化效益都是目前不可以估量的，而且像深圳的那次无人机表演以后会更多，带来的视觉和精神享受也会更多。所以未来的道路还长，只要我们不断摸索，不惧困难，勇于前进一切的结果都的满意的，通信的关键技术更是可以攻破的问题，所以不必太担心未来的发展趋势，只要内心有坚持的动力不断向前，都会成功的。

参考文献

[1] 蔡俊伟，龙海英，张昕.有人机/无人机协同作战系统关键技术[J].指挥信息系统与技术，2013，4（02）：10-14.

[2] 宋宏权，刘学军，闾国年，等. 区域人群状态的实时感知监控[J].地球信息科学学报，2012，14（06）：686-692.

[3] 胡成，李伟，姚晓晖.为了这样的灾难不再发生——城市人群聚集风险的监测与预警[J].科技智囊，2011，（01）：74-79.