無人機測控與信息傳輸技術發展綜述

曹正陽 張明

摘 要：隨著科技的不斷進步，信息技術新時代隨之到來，無人機在我國各個領域得到普遍的應用，測控技術得到了進一步的完善和發展，其主要是對信息的監測、控制和傳輸，工作模式是通過遙控和信息的傳輸實現。工作系統的構建模塊主要是數據鏈和地面控制兩個，這兩個模塊的水平決定了無人機的性能。

關鍵詞：無人機;測控技術;信息傳輸技術

隨著信息時代的到來，無人機技術在我國慢慢嶄露頭角，其核心技術就是無人機測控技術，數據線和控制系統是無人機工作系統主要的兩個模塊。無人機在工作時，它由數據鏈路完成以確保其傳輸質量，它需要強大的能力來抵抗傳輸數據信號的干擾，以應對復雜的測量和控制條件。

1 無人機測控的重要技術

1.1 地面控制

地面控制是無人機測量和控制技術的關鍵研究指標之一，無人機的機體相當于電腦的機身、人體的肌肉骨骼，控制站就相當于電腦的處理器、人類的大腦。地面控制站主要是對無人機擬定相應的任務計劃和飛行策略，按照任務的要求在地面發出命令來對無人機進行控制，同時根據無人機做任務時偵測到的信息、設備參數、目標定位、飛行參數等不斷進行實時飛行命令的調整。地面控制的研究重點主要是以下幾點：

測控系統通用化及互操技術——在無人機執行不同的任務時，可能需要不同類型的無人機，所以控制站的構建就需要具備兼容性，以滿足無人機在執行不同的任務時能夠通用，可以互相操作的要求。

一站多機控制——從字面上就可理解，站即控制站，機即無人機，利用一個控制站，對同種類或者不同種類的兩個或兩個以上的無人機進行運用和操作。

無人機任務制定與監控技術——無人機的工作需要實時性，不僅要控制站能夠發出命令來控制無人機，無人機監測后反饋的信息還需要控制站能夠對其進行實時處理。

便攜結構設計和裝載技術——無人機在設計時需要無人機更快地做出響應。

1.2 數據鏈路

數據鏈路也是無人機測控系統的研究方向之一，同樣，無人機中的數據鏈路就相當于電腦的內存、人體的神經脈絡。所以，相當于內存和神經脈絡的無人機，其功能主要受數據鏈路功能的影響。它研究的主要技術體現在：

“四合一”的一體化技術——跟蹤、遙測、通信和信息傳輸作為無人機的“四”，在初期時這些都是分開控制的，有各自的信息渠道，這使得無人機的控制很復雜，隨著“四合一”一體化技術的使用，降低了無人機操作的復雜性。

無人機視頻壓縮編碼技術——無人機中視頻信息的傳導范圍受數據鏈路技術的影響，數據鏈路對其起決定性作用，視頻的壓縮編碼技術能夠降低傳輸過程中對寬帶的占用，進而提高傳輸的速率和范圍。

數據通訊抗干擾傳輸技術——在信息化時代，電子化產品愈加繁多，使得受到干擾的幾率就會愈大，所以，無人機抗電子干擾能力越好，則其性能越好。

一站多機數據鏈技術——與上文中控制站的一站多機概念相同，能夠有多個無人機同時進行信息的傳輸。

自組網測控通信技術——無人機在工作過程中，通過其自組網絡，由線路構建的信息通道形成能夠不斷變化的網絡拓撲結構，使得其能順利完成任務。

1.3 抗干擾性

無人機測控系統的抗干擾程度是評判無人機優劣的關鍵指標，抗干擾能力越強，越能夠滿足在復雜的環境中測控，并且能夠來回的傳輸、執行高質量的信息和任務，可以更有效的避免任務執行中止或者傳輸信號受到干擾帶來的經濟損失。人為干預和環境干預是抗干擾技術中需要解決的兩個主要方面，在應對人為的干預時的解決方式有抗干擾編碼的方式，還有直擴方式;信號差的地方，可以對網絡覆蓋的范圍進行擴展，來提高無人機工作的質量，這是應對環境干擾的一種方式。

2 無人機測控技術的發展現狀

早期無人機的測控技術對各個性能的實現都是有獨立的信息渠道，例如視頻、音頻、圖像、遙控等均有各自特定的工作渠道和操作程序，雖然這樣控制時較為精準，但是操作性和實用性存在較大問題，只能夠完成一些簡單的監測和控制的任務，對于復雜性的任務，完成度很小。隨著科技的不斷發展和進步，現在已經實現了“三合一”和“四合一”一體化的技術，相對來說能夠更加順利和較為簡單的操作就能完成較為復雜的任務，尤其“四合一”的技術，傳輸的效率更高一些，使得數據鏈路的作用得到充分的發揮。

3 無人機測控技術的發展趨勢

隨著經濟全球化，信息時代的到來，無人機在軍事上的應用愈加廣泛，如此，對無人機的發展趨勢要求愈高。

首先，靈敏性。信息時代的到來，科技不斷進步，對技術性的事物要求越來越高，無人機作為航空技術中的一部分，更是屬于前端科技，所以對其性能的要求標準更高，需要有更完善的測控系統，能夠滿足更加復雜的條件的測控需求，在軍事上的無人機來說，體積和質量越小越好。

其次，傳輸性。信息傳輸的質量和實效性是在無人機測控時比較重要的要求，尤其是在軍事中，對傳輸過來的信息質量和準確性的要求標準更加高，這樣才能對軍事的作戰提供有利的依據，同時，無人機信號的保密性也要具備，以防敵軍或者第三方切斷、篡改、干擾信息。

第三，通道容量。現如今網絡信息的不斷發展，對無人機的使用功能要求也更加高，通常執行的任務是較為復雜的，所以，單個無人機一般無法完成指定任務，大部分是多機聯用，會產生的數據信息量較為龐大，這樣就需要更大的傳輸通道容量，使得任務能夠準確完成。

4 結語

信息化時代的不斷發展，無人機逐漸在世界各個領域得到普遍的應用，同時我國的無人機也隨著科技的進步而不斷發展，但在實際的操作中仍有些缺陷，因此，要根據無人機測控技術的發展和需要，不斷進行技術的改革和創新，提高我國無人機測控的水平。

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作者簡介：曹正陽（1983-），男，漢族，內蒙古包頭人，工程師，研究方向：機械電子工程;張明（1989-），男，漢族，陜西西安人，工程師，研究方向：機械結構設計。