2.3.3 地面站对技术的需求
1.高性能的数据总线
随着无人机技术的不断发展,无人机航空电子系统与地面站系统之间的通信量越来越大,这就要求地面站系统的无线通信、任务处理、图像处理能不断增强,因而采用高带宽、低延迟的总线网络实现各部分之间的互连成为必然趋势。从目前的发展来看,只有传输速度达到或超过1 000 Mc/s(Gbps)级别的互连总线网络才能满足未来地面控制站发展对总线的需求。鉴于光纤通道(FC)具有高带宽、低延迟、低误码率、灵活的拓扑结构和服务类型、支持多种上层协议和底层传输介质及流控制功能,因此,可采用光纤通道来实现其需求。
2.可靠的数据链
发展安全、可跨地平线、抗干扰的宽带数据链是无人机的关键技术之一。近年来,射频和激光数据链技术的发展为其奠定了基础。除带宽要增加外,数据链也要求可用和可靠。数据链的可用是指一特定星群的覆盖区域和范围。可靠是指信号的健壮性。对于不可避免的电子干扰,数据链需要采用复杂的信号处理和抗干扰技术(如扩频、调频技术)等,并确保在数据链失效的情况下,飞机能安全返回基地。
无人机地面站技术具有以下发展趋势:
(1)发展通用地面站。最大限度地使用通用的机载设备,避免重复研制,实现地面控制系统的标准化。当前,如何将同一大领域各不同应用方向的无人机综合到一个统一的系统中,为确保各情报侦察系统间能毫无障碍地传输图像和数据,确定一套通用的图像存储与传输的协议,以解决各层次无人机之间的地面站和数据的接口标准问题,是世界各国都在努力研究的方向。
(2)重视一站多机的地面站的设计,包括硬件结构及友好的人机界面。这种地面站的设计可同时操控多架无人机、使用较少的操作员操纵更多的无人机,这样既提高了操作效率,也减少了人力成本。
(3)发展可靠的、干扰小的、宽带宽的数据链路,提高数据传输效率。其涉及的关键技术有数据链路的抗截获、抗干扰的编码、加密、变频、跳频、扩频与解扩技术和图像压缩与传输解压及高速信号处理技术等。
(4)发展人工智能决策技术。该技术涉及无人机的自主程度问题,尤其是针对无人战斗机。这需要一些智能的、基于规则的任务管理软件来驱动安置在无人机上的综合传感器,保证通信连接,完成无人机与操纵人员的交互,使无人机不仅能确保按命令或预编程来完成预定任务、对已知的目标做出反应,还能对随机突现的目标做出相应反应。
(5)发展无人机操控的安全、告警与防错技术。
(6)发展无人机通信中继。地面站与无人机之间的中继用以提高作战半径和地面控制站的安全性。关键技术包括视距中继转发与传输、多通道大容量实时信息中继复合传输、军民共享卫星链路和中继载体与无人机协调问题等技术。
思 考 题
1.固定翼构型飞行平台系统包括哪些?
2.多旋翼构型飞行平台系统包括哪些?
3.简要介绍无人机任务载荷系统。
4.地面站的典型功能包括哪些?
5.地面站对技术有哪些需求?