临近空间飞行器自动防撞技术探讨

在分析机载平台空中防撞系统的发展历程和技术特点的基础上，提出了在临近空间飞行器上采用自动防撞技术。对所提出的自动防撞技术的基本功能、主要技术特点以及自动防撞技术的基本工作原理进行了描述，同时，阐述了临近空间飞行器自动防撞技术研究中几个需要解决的关键技术。     

一种新的通用航空机载防撞逻辑设计方法

由于机载防撞系统(TCAS)是针对具有较大垂直高度变化率的大型飞机设计的，系统设定条件和与之相关的解脱建议并不能适用于通航飞机。针对通用航空的防撞问题，提出了一种基于马尔可夫决策过程(MDP)的防撞逻辑设计方法。首先，将飞机空中相遇过程的动态模型转换为离散转移函数；然后，基于防撞系统结果事件末端效用函数进行MDP建模，采用动态规划方法导出了最优防撞逻辑的迭代方程；最后，给出了通航飞机最优化防撞逻辑的设计流程并对最优防撞逻辑进行了计算机仿真。仿真结果表明，通过调整效用比参数可以在保证安全性能的同时有效降低系统告警率。在垂直相遇高度小于30 m的相遇过程占比高达18〖WT《Times New Roman》〗%〖WTBZ〗的情况下，当告警率大于0.85时系统的碰撞概率仅为2.88×10-4左右。该设计方法对我国在低空空域通用飞机防撞系统的研究具有一定的参考价值。     

一种采用ADS-B技术的通用航空防撞系统

为适应快速发展的通用航空对避撞的迫切需求,在基于广播式自动相关监视（Automatic Dependent Surveillance-Broadcast,ADS-B）的通用航空监视系统的基础上构建了通用航空防撞系统,该系统与无人机和运输航空一体化构建。结合ADS-B工作范围广和通用航空防撞复杂的特点,提出并构建了包括紧急避撞、一般避撞和提前避撞的三级避撞系统。分析了避撞系统中区域的划分,给出了避撞处理流程,讨论了每一级避撞需求及其关键算法。     

简析铝合金汽车防撞梁设计

本文针对某车型设计了一款防撞梁,基于汽车轻量化理念,防撞梁材料采用铝合金。以GB17354-1998为标准,在Hypermesh中建立了防撞梁的有限元模型,调用LS-DYNA进行碰撞仿真,并对仿真结果进行了分析。通过仿真得出防撞梁低速碰撞的变形及位移情况,并对其结构进行了优化,为整个保险杠系统的设计提供依据。     

基于SSR和ADS-B混合监视的机载编队防撞系统设计

由于设备性能的限制,民航飞机目前使用的机载防撞系统TCASⅡ不能适用于编队飞 行防撞。为了解决飞机编队飞行防撞以及与民航飞机TCASⅡ兼容的问题,给出了一种基 于二次雷达(SSR)和ADS-B混合监视的机载编队防撞系统的设计方案。该方案采用了TCAS主动 监视和被动监 视相结合的方法,利用唯一的24位S模式地址来识别和归类目标飞机,将TCAS的监视数据和A DS-B的监视数据进行数据融合来完成对目标飞机的监视和跟踪。通过将大型编队划分为多个 编队单元的方法,由长机负责保持各个编队单元之间的安全间距。采用收发器将长机产生的 位置保持和碰撞避免的操纵指令通过高频数据链路传送给各个编队单元,各个编队成员按照 操纵指令调整自己飞机的位置,完成对整个编队的位置保持和碰撞避免的集中控制和分散执 行。该方案可以为机载编队防撞系统的设计和实现提供参考和帮助。     

基于飞行轨迹的无人机通信信道仿真

通过分析无人机之间无线链路的传播损耗、多普勒频率和多径时延等特征参数,提出 一种基于三射线的无人机通信信道模型,并给出了无人机飞行轨迹在不同坐标系中的转换公 式及已知飞行轨迹求解信道模型参数的方法。最后针对两种不同的典型飞行场景,对无人机 通信链路的多径时延、传输损耗及多普勒频率算法进行了仿真验证,并获得了基于飞行轨迹 的无人机空空数据链信道模型。该模型对无人机数据链系统参数选取、物理层算法设计和性 能分析等具有重要意义。     

基于无人飞行器随机非线性系统控制的研究

介绍了无人机自主飞行中的应用到的随机非线性系统控制的应用,叙述了其发展和概况和趋势。并针对在无人机自主飞行控制中的飞控系统,伴随着随机稳定性理论中陆续的提出的重多理论,相当一部分确定性非线性系统的研究成果拓展到了无人机自主飞行系统此伦理中完成对无人机自主飞行控制的完善和发展。     

无人机的无线电能传输研究

目前无人机一般续航时间短,无法实现长时间或远距离飞行。为此,提出了采用无线电能传输技术的无人机自主充电方案,可以有效增加无人机的飞行时间或距离。首先对无人机电池的充电特性进行了调研,研究并选取了最适合无人机自主充电的无线电能传输技术。接着利用电力电子变换器设计了相应的无人机无线电能传输系统,最后在MATLAB/SIMULINK中搭建了完整的仿真模型,验证了前面提出的无人机无线电能传输系统。仿真结果表明该系统具有良好的性能,能够很好满足无人机的充电需求。     

航天发射场测控设备的无人机模拟训练方法

针对航天发射场测控设备操作人员使用常规训练手段与实际操作环境差距较大的问题，提出了一种较为实用的无人机模拟训练方法。利用实际任务中获取的真实测量数据生成训练任务，由无人机搭载相关任务载荷执行，并结合发射场已有的测控设备来跟踪无人机完成模拟训练。通过对无人机的飞行航路模拟和任务载荷测量信号的动态模拟，可为参训人员提供接近实战的训练环境。仿真结果表明，该方法可实现与真实测量数据极为接近的模拟训练数据，因而参训人员通过模拟训练中获得的训练效果与实战基本一致，在提升了训练的真实性和针对性的同时，可有效提高操作人员的综合操作能力。     

一种无人机载超视距通信系统

针对中、高空长航时无人机超视距通信系统普遍采用Ku频段卫星中继存在信号可用带宽有限、干扰源众多、机载端设备较大的现状，提出了一种基于Ka频段卫星的无人机超视距通信系统总体与分系统工程实现方案，并给出了关键设计要素。在详细推导链路计算公式基础上，以前向速率为51.2 kb/s、返向速率为8 Mb/s为例进行了链路余量预算与数值仿真分析，并与传统Ku频段方案在传输速率、抗干扰能力、天线口径等方面进行了分析比较。结果表明，在同等条件下所设计的系统性能可提高20%左右。飞行试验结果验证了该方案的合理性、可行性、有效性和工程可实现性，为无人机超视距通信系统总体设计和工程实现提供了思路与参考。     

无人机技侦载荷技术

知识产权保护与经济发展之间是一种相互促进、相互依存的关系。对发达国家和发展中国家而言,实行知识产权保护的空间延伸是非零和博弈过程。东道国知识产权保护状况直接关系到跨国公司对外直接投资的进入选择,但对外商直接投资的影响因产业部门的不同而存在显著的差异。中国知识产权保护方面存在的问题已经直接影响到利用外国直接投资的规模、质量和效益。只有在知识产权保护方面取得新的成效,才能进一步有效开拓我国利用外国直接投资的新局面。     

空中无人作战平台差分卫导与通信集成系统设计

提出了一种集成设计导航定位与数传通信的差分导航通信系统,以满足无人机对机载轻量化高精度导航定位的需求。该差分导航通信系统由地面站和机载设备组成：地面站完成差分卫导修正量生成与播发;机载设备接收地面站播发的差分卫导修正量,并结合本地卫导观测量实现高精度的实时动态定位。系统试验结果表明,该差分导航通信系统在50 km范围内具备亚米级精度的导航能力。     

未来飞行器测控通信体系结构及关键技术

根据未来需求和技术发展趋势,提出了中期面向航天器、航天靶场、临近空间飞行器、无人 机的测控通信体系结构,展望了远期天空地一体化飞行器测控通信系统的体系结构,讨论了 未来测控通信系统需要研究的主要关键技术。     

无人机控制站通用软件平台设计

针对无人机控制站难以与多型无人机互联互通的问题,从通用控制软件的角度开展研究,分析了设计需求,提出了一种采用平台+插件的软件架构,并分析了软件架构、基于XML技术的帧格式信号和参数信息描述、动态报文解析和组包、软件界面定制等关键技术。在车载控制站和便携控制站的工程验证表明,所提解决方案实现了对多型无人机的控制,具有良好的通用性、扩展性,并支持用户自定义对外通信协议和人机交互功能、界面。     

无人机蜂群网络非合作博弈的功率控制

无人机蜂群网络是一种由大量节点组成的分层、多簇结构的无线通信网络。重点研究了多信道条件下功率优化控制问题及措施，提出了一种基于非合作博弈的分布式功率控制方法。该博弈问题的价格因子设计考虑了网络节点重要度因子的影响，每个节点根据连接关系评估得到全网节点的重要度因子。给出了分布式价格功率控制算法。对所提出的算法进行典型场景下的仿真分析，结果表明该算法能够快速收敛，保证簇首、核心节点等高重要度节点的干扰容限，提高网络的可靠性，达到系统总体效用最优。     

外军无人机数据链的发展现状与趋势

无人机数据链是无人机的重要组成部分,是飞行器与地面系统联系的纽带。首先按照飞行高度和重量对无人机进行了分类,在此基础上概述了外军无人机数据链的发展现状;然后介绍了几种典型无人机数据链如数字数据链（DDL）、战术通用数据链（TCDL）和Quint网络技术（QNT）数据链的发展和性能,并分析和展望了无人机数据链通用化、安全化、网络化等发展趋势;最后总结了外军无人机数据链发展的经验,希望为从事无人机和数据链研究的工程技术人员提供参考。     

多枝查询树协议在解决射频识别碰撞问题中的应用

数据碰撞是影响射频识别(RFID)系统识别效率的主要因素。目前,常用的防碰撞算法是ALOHA算法和二进制树搜索算法,但这两类算法都还不能完全解决标签碰撞问题,尤其是当待识别的标签数量较大且标签ID序列号较长时,识别速度相当慢。为此提出一种多枝查询树协议,采用均衡不完全区组设计(BIBD)对标签ID进行编码,并用16位的BIBD码作为读写器查询前缀符号。理论分析和仿真结果表明,这种协议的性能较传统的防碰撞协议有明显改善。     

适用于无人搜救机组的新型移动中继通信模型

为了提高无人机远程搜救系统的通信效率和整体搜救成功率,提出了无人搜救机组的新型移动中继通信模型。该模型引入移动中继和协同通信技术,实现无人机组之间以及无人机组与地面基站之间的通信连接、数据传输和信息同步。理论分析和仿真测试表明,该模型提高了无人机组的数据采集效率,减少了无人机组的数据采集时间,提高了控制平台的机动性和搜索效率。     

应用于无人机中继测控链路的微波前端设计

当前无人机测控数据链系统多为点对点视距传输,当遇到需要扩展通信距离或存在障碍物遮挡时往往限制了链路的正常工作。针对此问题,提出了一种应用于无人机中继测控链路的微波前端设计方案。其空空链路与空地链路采用频率倒置的频分双工体制,有效避免了前向链路与返向链路的收发干扰,并实现了机载设备的硬件统型;通过软件注入便可完成对终端模式的在线切换,提升了系统应用的灵活性与鲁棒性,为保证复杂环境下无人机测控链路的实时传输提供了一种有效的解决途径。     

通用无人机测控系统与关键技术

针对目前国内各型无人机测控系统互不兼容、各型无人机与不同的地面站难以互联互通问题，提出了一种通用无人机测控系统的解决方案，并分析了方案中的链路通用抽象模型、遥控遥测协议标准、链路波形标准等关键技术。实际测试表明，所提解决方案可以实现整个测控系统的通用性，机载测控端和地面测控站都可以适配多型无人机。