航空飛行試驗新一代網絡化遙測技術淺析

井哲 蔡磊

摘要：隨著我國經濟不斷的發展，科技得到了大力的扶持，尤其是在出行方便的便利，讓越來越多的人開始關注航空技術，而航空飛行實驗技術的崛起，不僅使飛機在飛行過程安全系數得到了大大的提升，而且通過網絡化和空地遙測的一體化，不僅完善了地面上的處理系統，而且起到了促進網絡化遙測技術的發展作用，但在技術的提升過程中，網絡遙測技術還是遇到了不小的考驗。

關鍵詞：航空飛行;網絡化遙測;解析

引言

我國的航空飛行網絡化遙測技術雖然日漸成熟，能夠參考當前的無線通信技術，利用遙測現有的傳輸環境，擁有屬于中國獨有的遙測無線技術，但在安全可靠和帶寬應用等方面依舊有缺憾，如何解決寬帶遙測在不同傳輸環境中的傳輸是首要解決的問題。

一、遙測技術的發展現狀

飛行試驗需要成熟穩定的通信傳輸技術，但是目前的遙測技術根本達不到基本要求，不但無法實現飛行試驗需要，而且因為差距過大，引發了眾多科研機構和愛好者的關注，希望能夠為網絡化遙測技術的進步出一份力。

（一）帶寬傳輸速度要求達不到。飛行過程中對于傳輸帶寬要求很高，需要在高速狀態遙測傳輸達到1000M，但目前卻只有20M的帶寬遙測傳輸。

（二）單雙向傳輸要求達不到。雙向傳輸能夠保證上行遙控帶寬傳輸速度提升的同時，加強下行遙控傳輸的安全保障，但目前只能有20M的帶寬能夠在單向下行傳輸中實現。

（三）通信組網要求達不到。多部飛行器同時進行飛行試驗，不僅能夠提高飛行的效率，而且能夠實現空地一體化的多點遙測，但是目前的技術只能進行點對點的飛行遙測傳輸技術的實施。

（四）遙測網絡的要求達不到。成功的遙測傳輸不僅能夠克服在飛行實驗中無法預測的通信環境，還要保證在雙向傳輸過程中網絡的高性能，但目前的無線技術根本無法實現這一要求。

二、航空飛行實驗網遙測技術中的現象

（一）由于高頻移動，飛行器與帶寬在高速運動中，引發了不同收發頻率的通信傳輸信號，減低了通信的可靠性，導致出現多普勒頻移現象。而飛機無論是起飛還是巡航速度都要比車載在蜂窩通信傳輸速度下高，因此造成了此現象越發嚴重化，尤其是當頻移到了600Hz時，嚴重是有15kHz時，會因為出現通信傳輸錯誤或者是中斷，導致出現通信信號急速降低。

（二）由于在不同的路徑進行傳播，導致不同時間段接收到了各波段的電磁波，因此經過相互的重疊后，信號一再被中斷或者出現失真，這是多徑傳輸現象。而造成這一現象的主要原因是低仰角遙測傳輸被中斷。飛機場周圍多數都存在建筑物圍繞，所以多徑傳輸干預信號在飛機滑行至起飛過程中尤為明顯，這不僅僅是時間及選擇上問題，而且和頻率在選擇上的衰落有關，再加上帶寬造成無線遙測傳輸技術上的落后，多徑傳輸的弊病更為突出。

（三）因為多普勒頻移現象和多徑傳輸問題，導致通信鏈路環境較差，而且存在時變行為嚴重，最后使通信性能也在急劇的減弱。

遙測技術需要有可信的飛行無線傳輸環境，但是這個問題還沒有得到根本上的解決，一直無法有實質性的進展，因此實現高速可靠的遙測在無線多變的通信環境中進行傳輸，是目前刻不容緩需要解決的問題。

三、我國網絡化遙測技術問題的發展趨勢

（一）實現空地一體網絡化。想要多部飛機進行同時試飛，不僅需要在各個飛機間建立組網和通信系統、還要在飛機與gNET之間及和地面的遙測監控點組網和進行通信。這樣一來就能夠讓“邊飛行、邊監控、邊卸載、邊處理”的遙測不再只是理想化，也能夠通過借助已有的無線和有線技術相結合，研發出能夠遠距離使用的雙向通信無線網絡技術，不僅構成相對來說比較靈活的動態空地一體網絡化組網，而且能夠滿足一體化的需要。

（二）在整個航空飛行試驗過程中，不僅要實時監控無線傳輸中的下行遙測數據傳輸，還要配置命令上行的遙測數據傳輸，所以雙工寬帶通信技術的出現，能夠在未來快速實現上下行傳輸帶寬都達到1000M的目標。但因為上下行傳輸在高速運動環境中國要求的傳輸速度不同，所以可以實行上下行遙測通過不同的通信環境來實現各自的通信價值。

（三）想要實現增加網絡帶寬用于測試機載數據的同時，增大遙測的無線網絡帶寬，需要在空間分集、多進制調制、增加編碼碼率等方面加大力度，而且雙效無線遙測需要可靠數據的支持，必須要通過糾錯性能優于的前向糾錯編碼、抗煩擾能力強的調制方案和混合自動請求重發技術的支持。這個過程一定要特別謹慎的是，寬帶化和可靠性之間在著傳輸上的矛盾化。所以航空傳輸信道的環境，需要糾錯及調制技術上的支持，才能夠讓試飛過程中遙測的寬帶化和有效性穩定發揮。

（四）可靠穩定型及寬帶化是實現雙向遙測無線技術的關鍵，所以必不可少的需要有適應編碼調制的技術支持。所以不同的前向糾錯編碼和調制方案需要遙測射頻收發器的有兼容性，這樣的話能夠利用FPGA的動態進行重構計算后，使糾錯編碼和方案有自適應的選擇能力。有動態信道估計技術的支持可以達到事半功倍的效果。

結束語

雖然航空飛行試驗只是飛機的一種衍生品，但是它不僅從始至終都為飛機提供了全方位的保證，而且提供的理論及技術完全服務飛機的研發。所以此實驗不僅促進了整個航空業的發展，而且是將逐步運用到其他領域中去。

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