無人機分區域限飛系統研究

關建文黃聰穎孫偉俍

北華大學電氣信息工程學院吉林132013

無人機分區域限飛系統研究

關建文黃聰穎孫偉俍

北華大學電氣信息工程學院吉林132013

在當今社會上無人機正在越來越多的進入我們的生活，我們不能夠否認生活中有它的參與能夠使我們的生活變得方便，但是它的廣泛使用也給我們帶來一些困擾。本文針對無人機的“黑飛”和“亂飛”現象設計了一套在無人機飛行限制區域內自動阻攔無人機的智能系統。

無人機；監管；民航

新興科技是把雙刃劍。與其他新興產品相比，無人機在公眾安全方面的重要性不言而喻。無人機本身、操控者的能力和應該被允許使用范圍等方面都需要加強監管。而在目前的中國，仍然缺乏有效的無人機監管措施，為保障公民和國家利益的安全，必須盡快落實一套切實可行的監管措施。

一、項目研究的內容

本系統依托中國民用航空局飛行標準司公布的《輕小型民用無人機系統運行暫行規定》征求意見稿。本項目針對無人機的“黑飛”[1]和“亂飛”現象設計一套在無人機飛行限制區域內自動阻攔無人機的智能系統。該系統包括控制器和監測器兩個部分，其中控制器安裝在無人機上，監測器可裝載于直升機、樓宇、高塔和機動車上，自動監測固定范圍的區域，并識別進入監測區域的無人機。當無人機進入警告區域時，發出警告信息限制其飛行高度，當無人機進入捕獲區域時，發出控制信號將其強制控制并捕獲。(如圖1所示)

圖1無人機飛行區域限制系統

二、項目實施方案

（一）系統組成

本項目所研究的無人機限飛系統主要以無線電信號傳輸與遠程控制[2]為主要技

術，結合GPS定位測距技術[3]輔助完成。根據地面設備的發射信號和系統內部的信號接收模塊進行工作，以達到在特定區域禁飛的要求。系統主要包括控制器和監測器兩個部分，控制器安裝于無人機上由監測器信號接收模塊、駕駛員遙控信號接收模塊、無人機飛行控制模塊和控制器信息發送模塊組成，監測器可安裝于飛機、車輛、高塔和高樓上，由控制器信息接收模塊、監測器數據處理模塊、監測信號發送模塊和控制信號發送模塊組成。

（二）系統工作流程

申請人向有關部門申請使用本套系統，對系統解鎖。設置合適的信號發射位置使信號能夠覆蓋限飛區域。信號發射器在特定的信號頻段中由低頻到高頻不間斷發射信號，當無人機闖入限飛區域[4]時會接收到能與之匹配的信號進行連接，同時無人機會向系統自動反饋一個信號，將自身GPS的信息傳送給系統[5]，系統接收無人機反饋的信息鎖定無人機并計算出無人機的距離，在不同的區域范圍內無人機執行不同的系統命令實現限飛要求。

三、系統安全性

（一）系統的使用權

由于本系統的特殊性，如果被不法份子利用可能會對他人造成巨大的財產損失，為避免這樣的情況發生，我們將對此套系統進行加密由國家有關部門進行管理。要使用本套系統需向有關部門進行申請，對系統進行解鎖方可使用。

（二）無人機的安全捕獲

本系統采用發射能與無人機匹配的信號對其捕獲，考慮到可能會與原控制信號發生沖突導致無人機墜毀，所以系統在捕獲無人機的同時將切斷無人機與原控制信號之間的聯系，并利用無人機的慣性制導功能保障在捕獲過程中無人機的安全。

四、總結

在本次項目設計過程中本團隊比較全面地研究了信號處理的各種方法，提出了一句信號處理且應用單片機技術來檢測。處理信號的方法，實現了快速、自動、高效無分機分區域限飛。

[1]樊大彧.《不能讓無人機再“黑飛”下去》，新華網，2017,5,15

[2]肖景明,王元坤.電波傳播工程計算，西安電子科技大學出版社，1989

[3]李天文.GPS原理與應用[M]。科學出版社，2004：p2

[4]鄒青宇.一種移動式無人機飛行區域限制系統[P].中國專利:ZL 2016 2 2 0441060.1,2016-11-30

[5]曹江波.GPS定位及通信系統的應用設計，大連理工大學，2005

關建文，1994-10，男，山西大同人，北華大學學生。

國家大學生創新創業訓練計劃項目（項目名：無人機分區域限飛系統）。