美國無人機路線圖涉及的主要技術
美國認為,為獲得所期望的能力需求,未來32年(2047年)無人機系統需要取得五個技術領域的進步。
平臺技術
通信技術
有效載荷技術
處理器技術
信息處理
無人機集群通信系統
作為無人機系統重要組成部分的通信技術,隨著信息技術的發展必將不斷完善和提高,以滿足無人機系統快速發展的需要。
目前,無人機空中航線及空中動作,或由預編數據(程序)控制,或在視距范圍內由地面人員遙控。
基于DDA無線網絡的無人機技術方案
基于無人機通信系統主要牽涉到兩個技術方向。一個方向是超視距數據鏈信息傳輸:無人機將前端信息有效回傳指揮中心(地面站),指揮中心根據全局情報和前端態勢進行決策和下達指令,并將指令通過數據鏈上傳無人機,數據鏈追求通信有效性。另一方向是無人機集群通信:前端無人機之間如何進行有效的信息交換、協調和網絡組織,以保證無人機集群各執行單位步調*,協同配合,共同完成任務,集群通信追求通信可靠性。目前無人機通信系統,多是以無人機數據鏈為研究對象。無人機集群通信鮮有研究和開發成果,基本上是一個空白。
基于DDA無線網絡的無人機技術方案
我國紀念抗戰勝利七十周年閱兵,展示的三種國產無人機都是以卡車搭載通過天安門。據中國專家對*時報記者解釋,*范圍內,各個國家無人機參加閱兵都是卡車搭載,因為無人機密集編隊技術很難實現,各國現役的無人機都不具備密集編隊的能力(網易新聞2015年8月26日)。
受成本、載重等因素制約,盡量簡化無人機空中探測和控制的復雜度。通過有效的通信技術支撐,實現前端執行(無人機),后臺指令操作(地面中心站或空中中心站),是無人機系統發展的必然需要。
無人機集群:無人機的脆弱性、高風險性、載重能力局限性以及低成本、不怕犧牲、數量龐大等優勢,導致多無人機編隊飛行,到達區域分別執行任務,完成任務后編隊返航,是無人機系統發展的必然趨勢。但由于機載無人,沒有飛行員的決策及其機動靈活的駕駛和控制,因此要求無人機具有精準的集群控制能力。
無人機之間精準的集群控制能力,對無人機間通信系統提出很高的要求,例如無線通信系統的空中覆蓋范圍、集群中無人機zui大數量、通信的抗*力、通信的可靠性、極短的通信時延、數據的安全性、通信終端指標(功耗、尺寸、重量)、系統兼容性等等。
開發無人家集群系統的條件和意義
無人機集群通訊是深圳盈廣DDA技術的一個典型應用,而無人機產業非常迫切的需要DDA這樣的一種技術。我們用兩個月的時間做了詳細的市場調研,并與*、中國航空綜合技術研究所(中航301所)、天津大學無人機聯合實驗室、深圳通飛集團進行了多次討論和技術論證,DDA技術*可以保證現階段無人機集群通訊的基本要求,如下表所示。
無人機產業社會影響力大、起點高、資金雄厚、技術力量有保證,深圳無人機產業可以保證無人機平臺技術和有效載荷技術。我們在DDA基礎上進行無人機集群通訊系統開發,雙方都有技術積累,爭取一年內完成開發。同時與總參60所和中航301所合作,在技術開發的同時,進行國家(行業)標準起草和建設工作。用于無人機的集群通訊模塊,價格較高,容易產生經濟效益。
應用場景-集群
地面站操作無人機群,無線通訊距離可覆蓋1公里~100公里。
應用場景——集群+中繼
無人機群脫離地面站無線覆蓋范圍后,可以某個或某些無人機充當空中通信中繼站,中繼站間距大于150公里。
應用場景-遠程集群
更遠距離無人機群,可通過移動基站(民用場景)或通訊衛星與地面站保持實時通訊。
應用場景-有人機無人機協同
無人機群與有人機配合,在飛機空中格斗和轟炸機突破防空火力網時,都能zui大程度的減少有人機的傷亡。
應用場景-救災探險
無人機群與地面機器人群配合,在救災探險過程中,可以大量減少救災人員傷亡,避免類似慘案的再次發生。
應用場景-無人機與地面傳感器協同
無人機群與地面傳感器群配合,在林業、農業、畜牧業、環境監測等各種物聯網應用中,可以*的提高工作效率。