应用于无人机测控传输系统的多元LDPC码

针对无人机巡查区域地理环境复杂、信道特性多变、突发衰减严重的问题,设计了一种基于多元低密度奇偶校验(Q-LDPC)码的无人机测控传输系统。为减小置信传播(BP)类译码算法中振荡变量节点引入的错误传播,采用加权因子校正迭代前后的变量信息,从而减小短环对遥测、遥控等中短码字译码性能的影响,提高无人机测控传输系统可靠性。基于突发衰减信道建立系统仿真模型,仿真结果表明,所提方案通过将连续的突发比特错误转换为数量较小的符号错误,能够有效抵御快速衰落,降低误码率,为无人机对地观测提供安全保障。     

基于改进K-means聚类和量子粒子群算法的多航迹规划

针对在复杂环境下需要通过多航迹规划以实现武器协同的问题,利用排挤机制产生K-means聚类的初始聚类中心,并将改进K-means聚类与量子粒子群算法（QPSO）相结合应用于无人机的三维多航迹规划。改进算法解决了K-means聚类易陷入局部最优、聚类准确率低的问题。根据产生的初始聚类中心,将粒子划分成多个子种群,利用QPSO算法对每个子种群进行优化,使得每个子种群可以产生一条可行航迹。仿真分析证明了改进算法可以有效保证子种群之间的多样性,生成较为分散的多条可行航迹。     

低空无人机遥感影像高精度自动匹配方法研究

本文针对低空无人机遥感影像的特点,提出一种基于Harris角点和SIFT特征的自动匹配算法,并利用基于单应矩阵和核线几何双重约束的RANSAC相对定向剔除错误匹配。通过一组影像的自动匹配试验,结果具有较高的匹配正确率,验证了算法的有效性,可为区域网平差解算提供良好基础。     

无人机融入传统空域的空中碰撞风险研究

随着工业级无人机在各行业的广泛应用，无人机融入传统空域系统所带来的空中碰撞风险问题备受关注。首先介绍无人机空中碰撞风险的研究现状；然后分析对比几类重要的碰撞风险模型，讨论不同模型的优劣及适用范围；再从有人驾驶航空器的角度，根据运行环境、操作类型、空域限制、管控及服务要求对无人机运行场景进行分类；最后结合碰撞模型与运行场景讨论无人机空中风险定量模型的适用性，提出对未来研究的建议。研究成果旨在为无人机融入传统有人机空域的风险评估提供理论指导，助力无人机法律法规体系的构建。     

SINS/GPS/TACAN组合导航的联邦卡尔曼滤波方法

针对无人机飞行末段的飞行特点,提出了一种用战术空中导航系统(TACAN)辅助惯性导航系统(INS)、全球卫星定位系统(GPS)的新组合导航模式。详细推导了一种系数加权的联邦卡尔曼算法,并将此算法运用到SINS/GPS/TACAN组合导航中。通过融合导航系统的导航信息估计出组合导航系统的误差状态量,以提高导航系统定位精度。此算法不必计算加权矩阵,从而避免了求解滤波误差方差阵的逆矩阵,运算速度有所提高。仿真计算结果表明,该算法可抑制滤波发散,并提高导航系统的精度和速度,此组合导航模式有较好的容错性和环境适应性,具有实用价值。     

基于无人机(UAV)观测的寒地城市公园冬季体力活动及空间分布研究——以哈尔滨四个公园为例

城市公园作为邻里可达性较高且免费的场所,是体力活动发生比较频繁的空间载体。以哈尔滨市4个典型城市公园作为研究对象,选取初冬季节(2017年11月25日—12月2日)共7天、每天6个时间段的无雨雪晴朗时间,采用无人机(UAV)观测手段,基于SOPARC(体力活动观察系统)观测框架,4名观察员同时对每个公园进行观测。首先,依据公园形态、面积、活动场地布局特征规划无人机航线,获取空间特征和使用者数量、属性、活动类型及空间位置数据;其次,使用组内相关系数(ICC)将无人机与同步地面观察数据进行核对;再次,对使用者、活动时间、活动类型数据进行描述性统计;最后,结合GIS进行体力活动人群空间密度分析。旨在深入了解冬季体力活动及空间分布情况,指导中国寒地城市公园体力活动空间构建和完善。     

TT＆C站的距离零值标校及其误差分析

本文对采用上行调频、下行调相、多侧音测距体制的TT＆C站的距离零值标校方法、标校设备进行了讨论,并对标校误差进行了分析。     

无人机扩频遥控链路Rake接收机设计

针对无人机起降阶段多径效应会引起遥控误码率性能下降的问题,提出了一种基于导频辅助的Rake抗多径算法。该算法通过在传输帧中插入导频符号和在遥控接收机中增加Rake抗多径模块的方式,使无人机遥控链路在多径信道下的误码率性能得到了显著改善。在高斯、莱斯、瑞利等信道条件下对算法进行了仿真,结果表明,该算法能够将无人机起降阶段的遥控误码率提高2～3个量级。实测数据进一步验证了该算法抗多径性能的有效性。     

无人机通信干扰电磁环境半实物仿真系统

针对战场环境下复杂传播环境及敌方干扰对无人机通信系统性能的影响,提出了综合信道衰落和干扰共同作用下的无人机通信信道理论模型。在此基础上,基于微波暗室设计实现了无人机通信干扰电磁环境半实物仿真系统。该系统利用硬件现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)实时模拟无人机通信信道和干扰信号,利用微波暗室模拟外场的无线传播环境,并通过天线位置和角度调节装置模拟发射机、干扰机和接收机之间的空间位置特性。实测结果表明,该半实物仿真系统能够真实复现无人机通信干扰电磁环境,可用于无人机数据链抗干扰性能的测试和评估。     

一种低成本高可靠无人机机载数据通信系统设计

为满足飞行距离为10～100km、执行航拍和侦察等任务的无人机和地面站之间的数据通信需求,提出了一种低成本、高集成度、多功能及高可靠性的机载数据通信系统方案。设计了S频段收发链路(实现将飞机和各载荷的状态遥测参数下行到地面,并接收地面飞控数据,数据通信码速率达到150 kbit/s)和C频段链路（实现将机载光电吊舱获取的图像信息实时下行到地面接收站,码速率达到10 Mbit/s）。研制的机载数据通信系统质量小于2.0 kg,尺寸为160 mm×139 mm×77 mm;S、C频段下行射频功率均达到7 W时,整机功耗为57.6 W(24 V/2.4 A)。30 kg载重能力的旋翼无人机试飞结果表明,无人机飞行高度超过200 m、飞行距离不超过30 km时,机载数据通信系统完成了机地间可靠的数据通信和实时图像传输任务。