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——重载无人直升机应急通信系统载荷试验——
  

引语:华翔通用航空最新推出的MG-500纵列双旋翼大载重无人直升机,提供租赁大载荷无人直升机服务无人机应急通信系统测试、设备挂载试验等;该型号无人直升机大载重、长航时、飞行稳定,可控距离远,在军事领域中执行侦察、监视、火力打击、通信等多种任务外,在民用领域亦可完成灾害评估、地质勘测、航拍航测、警用高速公路巡查、森林防火、海事巡逻等多种任务。

MG-500纵列双旋翼大载重无人直升机应急演练现场

重载无人机搭载通信设备 载荷试验

机载无线电通讯设备是无人直升机上必不可少的通信设备,主要用途是提供足够的空间安装任务载荷设备,实现全自主起降以及程序飞行,能够对获取到的现场视频信息进行实时回传。重载无人直升机适用于战场侦察、察打一体、空中靶标、监测监控、指挥通信、电子对抗、物资运输等军民两用市场。

重载无人直升机在原有各类应急响应系统的基础上,增强了动态预警信息发布体系和各类突发事件监测预警系统,还搭载了高分辨CCD相机/专业摄像机来获取遥感影像/视频,利用空中和地面控制系统实现影像的自动拍摄和获取,同时实现航迹的规划和监控、信息数据的压缩和自动传输、影像预处理等功能。 

重载无人直升机具有较强的任务荷载能力、续航能力以及可靠的安全性能,可搭载专业数码相机、高清摄像机、红外传感器、测量型GPS、实时传输设备等航测遥感设备,能够满足测绘、遥感、应急等需求,体现出安全、可靠、技术成熟等特性。


大载荷无人直升机搭载应急通信系统应急演练

无人机应急通信案例】

广东省通信管理局使用大载荷无人直升机搭载应急通信系统应急演练,无人基站接到命令到出动时间仅为18分钟,在6级风力中以150kmph的速度火速赶往现场。该方案在实战环境下,可持续六个多小时为近80平方公里范围提供包括语音、短信和宽带数据的应急通信服务,在200平方公里以上的范围内为灾区群众和救援力量下发短信。

“本次演练,验证了应急救援通信网络快速部署和救援力量实施联动的实战能力,达成了我们对于长航时大载荷无人直升机载应急通信系统的目标:最短时间内恢复公众通信,实现指挥中心与现场救援的通信畅通,了解灾害状况,传达指令;及时向用户发布、调整或解除预警信息;疏通灾害地区通信网话务,防止网络拥塞,为老百姓提供最基本的业务;缓解受灾群众和家属焦虑,意义重大,确实把‘人民至上、生命至上’落到了实处。”

中兴通讯股份有限公司监事长谢大雄表示,“中兴通讯作为数字经济的筑路者,致力于用世界领先的ICT技术为千行百业赋能。在过去各大抢险救灾中,中兴通讯一直奔赴在第一线,全力保障第一时间打通救援的通信生命线。此次演练,中兴通讯调派精兵强将,在应急厅和通管局指导下与合作伙伴打磨方案与技术以适应高机动的应急通信场景。中兴通讯未来将继续与业界合作,开发更广泛的应用,丰富应急通信场景,协助应急部门应对新形势下的应急新课题。


大载荷无人直升机 机载通信设备示意图

载荷无人直升机 机载通信设备注意事项

A:大载荷无人直升机旋翼是否会阻挡信号传输

无人直升机旋翼上方安装卫通天线,与卫星进行实时通信,无人机巡检作业时旋翼旋转时是否会对卫星通信造成影响?

1.无人机旋翼遮挡会对天线跟踪产生影响,导致天线跟踪不准,严重时甚至会使得卫星天线跟踪失锁,导致卫星通信中断;

2.旋翼遮挡对信号传输产生影响,传统的连续通信模式下会导致信噪比降低、误码增大,严重时会导致整个通信链路失锁。因此,必须采用特殊的信号调制模式、信号发射模块和信道编码方式。

B:无人直升机机载卫通天线重量和体积有那些要求

大载重无人直升机的载荷能力相对较强,但为了保证无人机整体飞行和作业性能,对各种载荷的质量、尺寸和安装位置均有诸多限制。因此,应尽量减少机载卫通天线系统的质量和尺寸,对机载卫通天线结构和安装工艺进行优化设计。

C:机载卫通系统设计有那些构成

机载卫星通信系统搭载MG-500大载荷无人直升机平台上,系统由机载动中通天线、机载通信端机、机载功放构成。

机载卫通设备安装在机舱内,采用直径0.3 m的机载天线,发射增益为30 dB,机载端功放发射功率40 W,设备总质量不超过16 kg,具有体积小、重量轻的特点,可为无人机其他作业载荷节省空间和重量。

D:机载卫星通信系统图像和视频传输

机载卫星通信系统具有图像和视频传输、音频通信和数据通信等功能;

1)图像和视频传输

无人机摄像仪采集的视频信号通过指定的Ku频段通信卫星传输给无人机车载站和地面站,地面监控人员可在显示器上实时监视无人机飞行参数、可见光视频和电力设备实时状态。

2)音频通信

机载通信端机具有音频接口,能够通过指定的Ku频段通信卫星完成无人机与车载站、地面站的音频通信,实现远程空中喊话或语音传输。

3)数据通信

无人机飞行参数可通过机上RS422总线接入机载通信端机,通过Ku频段卫星发送到车载站和地面站。地面通信端机接收后经RS422端口发送给相关设备,用以对飞行状态进行监控。地面遥控数据可通过卫通链路发送到机载设备。

D:卫星通信信号及传输流程

无人机卫星通信系统实现无人机和地面站的图像、语音、数据传输。卫星通信信号及传输流程如图2所示。

1)飞控信号。飞控信号包括遥测和遥控,遥测将无人机的飞行状态实时传输到地面,实现对无人机的跟踪定位,对飞行航迹和遥测参数进行综合处理、显示及记录等;遥控是对无人机预定航线进行远程控制,对无人机飞行状态和机载设备状态进行实时控制。

2)差分信号。地面站安装有全球定位系统(GPS)和北斗差分基站,将基站的差分信息通过卫星通信链路传输给无人机GPS和北斗差分移动站,机载站完成差分定位并获得高精度定位结果。

3)任务信号。任务信号主要实现对无人机机载传感器的作业控制,即对光电吊舱进行控制,执行无人机巡检任务。通过任务信号,控制光电吊舱姿态,在作业点瞄准巡检目标,并完成可见光和红外影像采集和存储。

4)图像信号。无人机上搭载有光电吊舱,巡检作业过程中,吊舱中可见光和红外摄像头实时拍摄视频信号,并将视频信号输出给机载通信端机。机载通信端机对采集的图像信号进行采样量化、去噪、锐化以及编解码等操作。

机载卫通系统中,机载通信端机具有图像、音频和数据等接口,分别连接到机上摄像头,音频设备和飞控、差分、任务接口上。通信端机对音视频信号、数据信号进行编码、调制形成中频信号,然后输出给Ku频段功率放大器,最终由天线将信号发射出去。

结语:

   大载荷无人直升机由于机载通信技术的限制,民用领域的无人机仍面临着距离短、信号差等问题,严重制约着无人机行业的高速发展。随着5G商用时间的不断迫近,未来遍布各地的5G基站作为5G网联无人机的通讯中继,有望彻底解决这一问题,无人机行业也将成为最快落地5G技术的行业之一。5G技术赋能无人机,具有速度快、低延时、低功耗特性,在未来人机执行中打出更好的配合战。

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