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航空(kōng)知(zhī)识手册之八(bā):操(cāo)作系(xì)统和(hé)通信(xìn)链路(lù)

 

操纵系统

无人机(jī)操纵与(yǔ)控制主要包括起降操纵、飞行控制、任务设备(载荷(hé))控制和数据链管理等(děng)。地(dì)面控制站内的飞(fēi)行(háng)控制席位、任(rèn)务设备控制席位、数据链路管(guǎn)理(lǐ)席(xí)位都应设有相应分系(xì)统的操作装(zhuāng)置。

起降操纵

起降阶段(duàn)是无人机操纵中(zhōng)最难的控制阶段,起降控制程序应简单、可(kě)靠(kào)、操(cāo)纵(zòng)灵(líng)活(huó),操(cāo)纵人(rén)员可直接(jiē)通过操纵(zòng)杆和快捷键介(jiè)入控制通道(dào),控(kòng)制无(wú)人机的起降。根据无人机不同的类别及起飞重(chóng)量,其起飞降落的操纵方式也(yě)有所(suǒ)不同。

1.发射方式

1)手抛,采用人力手(shǒu)抛起飞(fēi),一般用于微型无人机(jī)。

2)弹射,采用压缩空气或橡皮筋等储能发射无人机,一(yī)般用(yòng)于轻、微型无人机(jī)。

3)零长(zhǎng)发射,采用火箭(jiàn)助(zhù)推方式发射(shè)无人机(jī),一般(bān)用(yòng)于小、轻(qīng)、微型(xíng)无人机。

4)投放发射,采(cǎi)用母机(jī)挂载(zǎi)发射方(fāng)式或(huò)投抛方式发射无人机,一般(bān)用于小、轻(qīng)型无人(rén)机。

5)滑(huá)跑起飞,采(cǎi)用跑道滑跑起飞,一般用于大、小型无人机(jī)。

2.回收方式

1)伞将回收,利用机载降落伞回(huí)收无人(rén)机,一般用于(yú)小、轻、微型无人机。

2)撞网回收,利用地面回收网(wǎng),引导(dǎo)无人机撞网回(huí)收(shōu),一般用于轻、微型无人机。

3)气囊回收,利(lì)用机载气囊装置回收无人机,一般用于微型无(wú)人机。

4)滑跑降落,利用地面跑道滑跑降落,一般用于大、小型无(wú)人机。

当前,国内(nèi)民用无人机系统的起降,可采用自主控制(zhì)、人(rén)工遥控或组合控制等模式进行控制。自主控(kòng)制是指在起降(jiàng)阶段,操作人员不需介入回(huí)路,无人机借助于机载传感器信息,或辅助必要(yào)的引(yǐn)导信(xìn)息,由机载计算机执行程序(xù)控制,可(kě)自动完成(chéng)无人机的起飞和回(huí)收控制。人工遥控是无人机驾驶员通过无线电数据链,利用地面站获(huò)取的无人(rén)机状态信息,发送无(wú)人机控(kòng)制指令,引导无人机发射和(hé)回收。

飞(fēi)行控(kòng)制

飞行(háng)控制是指(zhǐ)采用遥控方式对无人机在空(kōng)中整个飞行过程的控制。无人机(jī)的种类不同(tóng)、执(zhí)行任务的方式不(bú)同,决(jué)定了无人(rén)机(jī)有多重(chóng)飞行操纵(zòng)方式。遥控方式是通过数据链路对无人机实(shí)施的飞行控制操纵,一般包(bāo)括舵(duò)面遥控(kòng)、姿态遥控和指令控制三种方式(shì)。

1)多面遥控。这种控(kòng)制方式(shì)是(shì)由控(kòng)制站上的操(cāo)纵杆直接直接控制无人机的舵面,遥控无(wú)人机的飞行。

2)姿(zī)态是在无人(rén)机具(jù)有姿态稳定(dìng)控制机(jī)构的基(jī)础上,通过操纵杆控制(zhì)无人机(jī)的俯仰(yǎng)角(jiǎo)、滚动角和偏(piān)航角,从而改变无人机的运动。

3)指(zhǐ)令控制(zhì)。这种(zhǒng)方(fāng)式是通过上行(háng)链路发送指令,机(jī)载(zǎi)计算机接收到指令后按预定的控制模(mó)式执行。这(zhè)种方式必须(xū)在机载自动驾驶仪或机(jī)载飞行管理与(yǔ)控制系(xì)统自动控制的基础上实施。指令方式一般(bān)包括:俯仰角选择(zé)与控制、高度选择与保(bǎo)持。飞(fēi)行(háng)速度控制、滚动选(xuǎn)择与控(kòng)制(zhì)、航向选择与保持(chí)、航(háng)迹控(kòng)制。

任(rèn)务设备控制(zhì)

任(rèn)务(wù)设备控制是地面站(zhàn)任务操纵人员通过任务控制单元(任务控制柜),发送任务控(kòng)制(zhì)指令,控制机载任务(wù)设备(bèi)工作。同时,地面(miàn)站控制单(dān)元处理并显(xiǎn)示(shì)机载任务设备(bèi)工作状态,供任(rèn)务操(cāo)纵人员判读和使用。

数据链(liàn)管理

数据(jù)管理主要是对数据链设备进行监控,使其完成对人际的测控与(yǔ)信息传输任务。机载(zǎi)数据链(liàn)主要有(yǒu):V/UHF视距数据链、L视距数据链、C视距(jù)数据链、UHF卫星中继数据链、Ku卫星(xīng)中(zhōng)继数据链(liàn)。

通信(xìn)链路

无人机通信(xìn)链路,主要指用于(yú)无人机系统传输控制、无载荷通信(xìn)、在(zài)和通信三部分信(xìn)息(xī)的无线电链路。

无人机系(xì)统通信链路是指控制(zhì)和无载荷链路,主要包括指挥与控制、空中交通(tōng)管制、感知和规避三(sān)种链路。

通(tōng)信网络中(zhōng)两个(gè)结点之(zhī)间的物理通道称为(wéi)通信链(liàn)路。

根(gēn)据通信链路的连接方法,可把(bǎ)通信链路分为:

1)点对点链接通信链(liàn)路,这时的链路只连接两个结点;

2)多点(diǎn)连接链路,指用一条链(liàn)路连接多少个(n>2)结点。

根据通信方式不同,可把链路分为:

1)单向通信链路;

2)双向通信链路。

控制站(zhàn)与无(wú)人机之间进行的实时信(xìn)息交换(huàn)便需要通过通信链路来实现。地面控制站需(xū)要(yào)将指挥、控制以及任务指令及时地传(chuán)输到无人机上,无人机也需要将自身(shēn)状态(速度、高(gāo)度(dù)、位(wèi)置、设备(bèi)状态等(děng))以及相关任务数据发回(huí)地面控制站(zhàn)。无人机系统中的通信链路也常被称为数据链。民用无人机(jī)系(xì)统一般使用点对点的双向通信链路,也有(yǒu)部分无人机系统使用单向下传链路。

我国对民(mín)用无人机射频指标的规定

无人机通信(xìn)链路需要使(shǐ)用无线电(diàn)资源(yuán),目前世界上无人机的频谱使用主要(yào)集(jí)中在UHFLC波段,其他频(pín)段也(yě)有零散分布(bù)。目前我国工信部无(wú)线(xiàn)电管理局初步制定了《无(wú)人机系统(tǒng)频率使用(yòng)事宜》,其中规定:

1840.5~845MHz频段可用于(yú)无人(rén)机系(xì)统的上行遥控链路,其中,841~845MHz也(yě)可采用时分方式用于无人机系(xì)统的上行遥控(kòng)和下(xià)行遥(yáo)测信息传输链路。

21430~1446MHz频段可用于无(wú)人机系统下行遥测与信息传输(shū)链路,其中1460~1434MHz频段应(yīng)优先保证警(jǐng)用无人机和直升机(jī)射频传输使(shǐ)用,必要时1434~1442MHz也可以用于警用直升(shēng)机视频传输(shū)。无人机在市区部(bù)署时,应使(shǐ)用1442MHz以下频(pín)段(duàn)。

32408~2440MHz频(pín)段可用于无人机系(xì)统下行链路,该无线电台工作时不得对其他(tā)合法无线电业务造(zào)成影响,也(yě)不能寻求无线电干扰保(bǎo)护。

可见,目前(qián)民用无(wú)人机大量使用的9XTend数传(chuán)电台(工作在ISM902~928MHz)并不符合标准,必须寻找(zhǎo)代用品。

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