反辐射无人机军事应用及其测控技术特点

介绍了反辐射无人机军事应用方面的基本情况,分析了其作战使用方式及战术特点,归纳了为适应反辐射作战使用及战术特点的无人机测控与信息传输系统的主要技术特点及关键技术,旨在为无人机测控系统的工程设计提供有益的参考.     

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。     

无人机测控新体制研究

针对国内现有无人机测控体制的不足,将无人机测控系统抽象为几个一般性模块, 对实现各个模块的多种备选方案进行综合分析与比较,选用其中适应无人机测控环境并 且优势突出的备选方案作为新体制的内容,同时在新体制中加入加密模块。理论分析表明, 新体制能够有效提高无人机测控系统信息传输的有效性与可靠性。     

无人机测控系统的现状与发展趋势

概述了当前无人机测控系统在新形势下的军事需求,分析了国内外无人机测控数据链与指挥控制站发展现状及趋势,提出了我国无人机测控系统发展模式构想及未来发展思路,并归纳了相关关键技术.最后,建议应在合理规划的基础上,尽早开展相关专题预先研究,实现我国无人机测控系统技术的可持续发展.     

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。     

一种无人机双模宽带测控链路设计

针对传统无人机通信链路模式单一、通信带宽与设备简化相互制约、设备可替换性差等缺点,基于频分双工和时分多址通信体制、软件无线电技术、双天线自适应抗遮挡技术,设计了一套可用于直通模式和中继模式的宽带双模测控链路。该双模测控链路解决了传统机载设备必须换装才可切换飞机模式的难题,同时具有集成度高、可靠性高、小型化、通用性强等特点,适应测控链路小型化通用化的发展趋势。     

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。     

一种高速移动衰落信道的特性与分析

高速移动信道不同于一般的移动信道，其速度影响亦不可忽视，本文分析了高速移动信道的特性，提出了信道模型，并进行了性能分析。     

一种高效抗干扰无人机测控链路的实现

针对传统无人机测控链路中传输带宽、数据速率以及处理增益三者之间相互制约、帧结构复杂、抗干扰和多址能力较弱的缺点,研究并实现了基于高效编码扩频的无人机测控链路.该链路能够在12 MHz信道带宽下同时传输20 kHz低速数据和1 MHz高速数据,具有较高的频带利用率和简单清晰的帧结构,实现了一站多机和一机多站,并且引入Turbo码,使得高速数据的处理增益高达33 dB,具有较强的抗干扰性能.     

多无人机扩频测控链路的扩频码分析

在码分多址（CDMA）的多无人机扩频测控链路中,多址干扰（MAI）是多目标系统需考虑的重要因素。在此类系统中,针对抗多址干扰的要求,设计具有相应互相关性能的扩频码是首要任务。从多无人机对抗多址能力的需求入手,分析了码速率、用户个数以及码的互相关性能对抗多址干扰能力的影响,得出了Kasami码型互相关性较好、序列部分相关会降低互相关性能的结论。仿真结果验证了理论分析的正确性。     

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。     

基于VPX架构的无人机测控终端综合化开放平台技术

通过对无人机互通互联互操作等通用化测控系统的研究,提出了基于VPX架构的无人机测控终端综合化开放平台技术,通过采用标准化、通用化硬件模块,软件设计统一规范和标准,嵌入第三方软件,实现任务功能协同开发。该技术可以支持陆态、海态、陆海态等多种不同体制平台任务的任意加载,为实现地面站与地面站、地面站与舰面站、舰面站与舰面站之间的多站一机管控切换提供了有力支撑,有效增强了无人机系统跨域作战的能力。同时,系统能够满足无人机多类型、多型号不断扩展的需求,减少无人机测控装备种类,降低新型无人机系统装备建设成本,提升了无人机系统的生存性、灵活性和作战效能。     

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。     

基于扩展卡尔曼滤波算法的无人机定位

无人机的移动定位是应对无人机机动性和应用环境复杂性的关键技术。为解决无人机中的全球定位系统（GPS）信号失效问题,提出了一种通过机载无线射频的接收信号强度解决定位问题的技术,分别采用扩展卡尔曼滤波方法估计距离和最小二乘方法估计路径损耗因子两种处理方法。理论分析和实验测试结果证实所提算法对有色噪声干扰下的接收信号有较好的增强效果,基于80%的置信水平,新算法相对于白噪声模型将估算误差从9.5 m减少到了4 m,还进一步提供了融合惯性导航的算法。     

零中频接收机及其AGC方法的研究与实现

实现了基于LT5506下变频器和Cyclone IV FPGA的零中频接收机,采用射频、基 带一体化架构,尺寸仅为8 cm×6 cm×1.5 cm,重量仅为45 g,功耗仅为 800 mW,满足小型化 、低功耗的要求。针对零中频接收机中射频信号检波困难和传统AGC的调节时间受输入信号 幅度影响的缺点,由Cyclone IV完成信号检波,增加对数运算环节并改进环路滤波器的结构 ,配合LT5506中的可变增益放大器仿真并实现固定调节时间的AGC,用8 MHz采样时钟对 1 MHz正弦波进行幅度控制,调节时间恒定为53 μs,不受输入信号幅度影响。     

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。     

基于CVD和Radon变换的旋翼无人机识别

在无人机的检测与识别过程中特征提取尤为重要。针对在低信噪比下由于提取特征困难且鲁棒性较差导致的识别效果不理想的问题,提出了一种基于改进的CVD（Cadence-Velocity Diagram）和Radon变换的特征提取方法应用于识别旋翼无人机。该方法通过提取目标的频率信息、峰值信息和边缘信息作为特征,运用K近邻分类器进行分类识别。仿真结果显示,在信噪比为-15 dB的条件下能够达到96.67%的识别精度。所提方法在低信噪比下识别效果明显优于SVM和朴素贝叶斯等算法。     

无人机宽带测控与信息传输系统关键技术研究

分析了中高空长航时无人机和高分辨率任务载荷的工程化应用对无人机测控与信息传输系统带来的工程和技术挑战,给出了构建适用的无人机宽带测控与信息传输系统需要考虑的因素和相应的系统组成,重点对需要攻克的关键技术进行了研究并给出了初步解决途径,可作为今后无人机宽带测控与信息传输系统工程研制的重要参考。