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航空知识手(shǒu)册之八:操作(zuò)系统和(hé)通信链(liàn)路(lù)

 

操(cāo)纵系统

无人机操纵与(yǔ)控制主要包括起(qǐ)降操纵、飞行控(kòng)制(zhì)、任务设(shè)备(bèi)(载荷)控制和数据链管(guǎn)理等(děng)。地面控制站(zhàn)内的飞行控制席位、任务设备(bèi)控制(zhì)席位(wèi)、数据链路管理席位都应设有相应(yīng)分系统的操作装置(zhì)。

起降操纵

起降阶(jiē)段(duàn)是无人机操纵中最难的(de)控(kòng)制阶段,起(qǐ)降(jiàng)控制程序应简单、可靠、操纵灵活,操纵(zòng)人员可直接通过操(cāo)纵杆和快捷键介(jiè)入控(kòng)制通道,控制无人(rén)机的(de)起降。根据无人机不同的类别及起飞重量,其起(qǐ)飞降落的操纵方式也(yě)有所不(bú)同。

1.发射方式

1)手(shǒu)抛,采用人力手抛起飞,一(yī)般用于微型无人(rén)机。

2)弹(dàn)射,采用压缩空气或橡皮筋等(děng)储能发(fā)射无人机(jī),一(yī)般用于轻、微型无(wú)人机。

3)零(líng)长发射,采用火箭助推(tuī)方式发射无人机,一般用于小、轻、微(wēi)型无(wú)人(rén)机。

4)投放发射,采用母机挂(guà)载发(fā)射方式或投抛(pāo)方式发射无人机,一(yī)般用于小、轻型无人(rén)机(jī)。

5)滑跑(pǎo)起飞,采(cǎi)用(yòng)跑道滑跑起飞,一般用于大、小型无人机。

2.回收方式(shì)

1)伞将(jiāng)回收,利用机载降(jiàng)落伞回收无(wú)人机,一般用(yòng)于小、轻、微型无人机。

2)撞(zhuàng)网(wǎng)回收,利用地面回收(shōu)网,引导无人机撞网回收,一般用于轻、微型(xíng)无人机(jī)。

3)气囊回收(shōu),利用机载气囊(náng)装置回收(shōu)无(wú)人机,一(yī)般用于(yú)微(wēi)型无人机(jī)。

4)滑跑降落,利用地面跑道滑跑降落,一般用于大(dà)、小型(xíng)无(wú)人机。

当前,国内民(mín)用无人机系统的起降,可采用自主(zhǔ)控(kòng)制、人工遥控或组合控制(zhì)等模式进行控制。自(zì)主控制是(shì)指在起降阶段,操(cāo)作(zuò)人员(yuán)不需介入回路,无(wú)人机借助(zhù)于机载(zǎi)传(chuán)感器信息,或辅助必要的引导信息,由机载计算机执行程序控制(zhì),可自动(dòng)完成无人机(jī)的(de)起(qǐ)飞和(hé)回收控制(zhì)。人工遥控是(shì)无人机(jī)驾驶员通过无线电数据(jù)链,利用地(dì)面站获取的(de)无人机状态信息,发送(sòng)无人机控制指令,引导无(wú)人(rén)机(jī)发射和回收。

飞(fēi)行控(kòng)制

飞行控制是指采用遥控方式对无人机(jī)在空中整个飞(fēi)行过程的控制。无人机的(de)种类不(bú)同、执行任务的方式不同(tóng),决定了无人(rén)机(jī)有多(duō)重飞行操(cāo)纵方式。遥控方式是通过(guò)数(shù)据链路对无人机(jī)实施的飞行控制操纵,一般包括舵面(miàn)遥控、姿态遥控和指令控制(zhì)三种方式。

1)多面遥控。这(zhè)种控制方式(shì)是由控制站上的(de)操纵杆直接直接控制无人机的舵面,遥(yáo)控无人机的飞行。

2)姿态(tài)是在无人机具有姿态稳定(dìng)控制机构的基础上,通(tōng)过操纵杆控制(zhì)无人机的俯仰角、滚动角和偏航角(jiǎo),从而改变无人机的运(yùn)动。

3)指令控制。这种方式是通过上(shàng)行(háng)链路发送指令,机(jī)载计算(suàn)机接收到指令后按预定(dìng)的控制模(mó)式执行。这种(zhǒng)方式(shì)必须在机载自动驾驶(shǐ)仪或机载飞行管理与控制系统自动控制的基础(chǔ)上实施。指令方式一(yī)般包括(kuò):俯仰角选择与(yǔ)控制(zhì)、高(gāo)度选择与保持。飞(fēi)行速度控制、滚动选(xuǎn)择与控制、航向选择与保持(chí)、航迹控制。

任务(wù)设(shè)备控制

任务设备控(kòng)制(zhì)是地(dì)面站(zhàn)任务操纵(zòng)人员通过任务(wù)控制单元(任务控制柜),发送(sòng)任(rèn)务控制(zhì)指令,控制(zhì)机载任务设备工作。同时,地面站控制(zhì)单元处理并显示机载任务设备工作状态(tài),供任务操(cāo)纵人(rén)员判读和使用。

数据链管理

数据管理主要是对(duì)数据链设备进行监控,使其(qí)完成对人际(jì)的(de)测控(kòng)与信(xìn)息传输(shū)任务。机(jī)载数据链主要有:V/UHF视距数据(jù)链、L视距数据链(liàn)、C视距(jù)数据链、UHF卫星中继数据链、Ku卫星(xīng)中继(jì)数据链。

通信链路

无人机通信链路,主要指用(yòng)于无(wú)人机(jī)系统(tǒng)传输控制、无(wú)载荷通(tōng)信、在和通信三部分信息的无线电链路。

无(wú)人机系统通信链路是指控制和无载荷(hé)链路,主要包括指挥与控制、空中交(jiāo)通(tōng)管制、感知(zhī)和规避三种链路。

通信(xìn)网络中两个(gè)结点之间的物理通道(dào)称为通信链路。

根(gēn)据通信链路的(de)连接(jiē)方法,可把通信链路分(fèn)为:

1)点对点链接通信链路,这时的(de)链路只连接两个结(jié)点;

2)多点连接链路,指(zhǐ)用一条链路连(lián)接多少个(n>2)结点。

根据通信方式(shì)不同,可(kě)把链路分为:

1)单向通信链路;

2)双向通信(xìn)链路(lù)。

控制站与(yǔ)无人机之间进行的实时信息交换便需要通过(guò)通信链路来实现(xiàn)。地面(miàn)控(kòng)制站需要将指挥、控制以及任务指令及时地传输到无人(rén)机上,无(wú)人机(jī)也需要将(jiāng)自(zì)身状态(速度(dù)、高度、位(wèi)置、设备(bèi)状态等)以(yǐ)及相关任(rèn)务数据发回地面控制站。无(wú)人机(jī)系统中的通信链(liàn)路(lù)也常(cháng)被称为数据(jù)链。民用无人机系统一(yī)般使用点(diǎn)对点的双向通信链路,也有部分无人机(jī)系统使用单向下传链路(lù)。

我国对民(mín)用(yòng)无人机射频指标的规定

无人(rén)机通信链(liàn)路需要使用无(wú)线电(diàn)资(zī)源,目前世界上无(wú)人(rén)机的频谱(pǔ)使用主要集中在UHFLC波(bō)段(duàn),其他频段(duàn)也有零散分布。目(mù)前我国工信部无线电管理局初步制定了《无人机系统频率(lǜ)使(shǐ)用事宜》,其中规定:

1840.5~845MHz频(pín)段可用于无人(rén)机系统的上行遥控链路,其(qí)中,841~845MHz也可采(cǎi)用时分方式(shì)用于无(wú)人机系统的上行遥(yáo)控和下行(háng)遥测信(xìn)息传输链路。

21430~1446MHz频段可用于无人机系统下行遥测与信息传输链路(lù),其中1460~1434MHz频段应优先(xiān)保证警用无人机(jī)和直(zhí)升(shēng)机射(shè)频传输(shū)使用(yòng),必(bì)要时1434~1442MHz也可以用于(yú)警用直升机视频传输。无人机在市区部署时,应使用1442MHz以下频(pín)段。

32408~2440MHz频段可用于无人机系(xì)统下行链路,该无线(xiàn)电台工作(zuò)时(shí)不(bú)得对其(qí)他合法无线电业务造(zào)成影(yǐng)响,也不能(néng)寻求无线(xiàn)电干扰保护。

可见,目前民用无人机大量(liàng)使用(yòng)的9XTend数传(chuán)电台(工作(zuò)在ISM902~928MHz)并不(bú)符合标准,必须寻找(zhǎo)代用品。

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