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1、2015年4月宇航计测技术Apr.,2015第35卷第2期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementVol.35,No.2文章编号:1000-7202(2015)02-0072-04中图分类号:V243文献标识码:A某型无人机数据通信系统设计与实现付莉赵民(中国人民解放军92493部队,辽宁125001)摘要为了实现无人机系统的飞行操纵和机载任务设备控制,设计了数据通信系统。介绍了系统基本工作原理和主要功能组成,并对数据通信系统的功能要求和技术指标进行了分析,按照基本功能单元,对系统软硬件进行了模块化、组合化设计。飞行试验表明该设计达到了系统技术
2、指标要求,满足系统对数据通信系统的功能性要求。关键词无人机数据通信指挥控制系统DesignandRealizationofUAVDataCommunicationSystemFULiZHAOMin(92493UnitofPLA,Liaoning125001)AbstractUAVdatacommunicationsystemisdesignedtocontroltheUAVflightandthepayloads.Thebasicworkingtheoryandmainfunctionstructureofthesystemareintroduced.Designprinciplebase
3、donbasicfunctionunitispresentedtoreachamodularandcombinablesystemafterdetailedanalysisofdatacommunicationsystem＇sfunctionandfeatures.Flighttestsshowthatthedesignmeetsthesystemspecificationandfulfilsthedatacommunicationsystemfunctionandfeaturerequirements.KeywordsUnmannedaerialvehiclesDatacommunica
4、tionCommandandcontrolsystem1引言2系统原理数据通信系统是无人机系统的重要组成部分。数据链系统采用上下行直接序列扩频干扰传可以完成对无人机的遥控、遥测、跟踪定位和信息传输体制,即上行遥控指令加密直接序列扩频传输,下[1]行数字任务信息与遥测信息复合共信道传输,地面输,实现对机载任务设备的远距离操纵。数据通信系统由地面站、机载数据终端设备和设备直接接收下行宽带信号进行单脉冲跟踪测角,专用检测设备组成。通常,由无线电数据通信系统、利用下行GPS数据信息帧进行测距。发射车和无人机平台及任务载荷等共同完成系统任务。3系统要求作为无人机系统的重要组成部分,数据通信系收稿日期
5、:2014-08-12,修回日期:2014-09-27作者简介:付莉(1984-),女,工程师,主要研究方向:无线通信研究。第2期某型无人机数据通信系统设计与实现·73·统应具有以下功能:设备、供电设备和汽车底盘与方舱组成。(1)地面站至无人机的上行遥控指令发送;4.1.1地面指挥控制系统(2)无人机至地面站的下行视频和遥测信息接地面指挥控制系统主要由工控机、指挥电台、收;测控终端和链路控制箱等组成,以控制平台和软面(3)对无人机的跟踪定位;板形式实现对无人机的飞行控制,以可视化图形、数(4)对无人机的飞行控制、数据通信管理以及字和地图形式显示无人机飞行状态、飞行轨迹和全任务控制;系统工作
6、状态,同时具有测控数据记录和回放功能,(5)以数字、图形、地图等形式提供无人机飞行其系统组成如图1所示。状态和任务设备工作状态信息,实现对全系统的过程监视;(6)对外信息交换。4系统设计针对数据链系统的功能要求对系统进行了软、图1地面指挥控制系统组成图硬件设计,以实现该系统的各项功能。4.1硬件设计4.1.2测控与信息传输一体化系统无人机数据通信系统硬件主要由地面指挥控测控与信息传输一体化系统组成如图2所示。制系统、测控与信息传输一体化系统、对外信息交换图2测控与信息传输一体化系统组成图4.1.2.1机载数据终端中频到射频的转换;下变频组件主要完成上行射频如图3所示,机载数据终端主要由天线
7、、机载到中频的转换,转换过程中统一采用PLL控制电双工器、上变频组件、下变频组件、本振、中频调制解路,使内外信号同步。天线完成射频的辐射及接收,调器(FM/QPSK)、分复接器及电源组成,各设备之通信利用QPSK调制解调方式。机载数据终端天线间通过LAN接口连接。上变频组件主要完成下行为全向天线。图3机载数据终端原理图·74·宇航计测技术2015年机载数据终端通过无线链路接收地面站发送的一起,通过跟踪罐内的汇流环和外部连
