[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于無人機的多任務(wù)組件通訊方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610110146.0
• 申請日: 2016-02-29
• 公開（公告）號: CN105791398A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張翠萍;鄭麗麗;王金提;方曉星
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 趙文利

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無人機控制領(lǐng)域，具體地說，是指一種應(yīng)用于無人機的多任務(wù)組件通訊方法。

背景技術(shù)

隨著無人機技術(shù)的快速應(yīng)用與發(fā)展，尤其是在軍事上的優(yōu)異表現(xiàn)，使得無人機越來越受 到人們的青睞。無人機具有以下優(yōu)勢：受氣候條件限制很少，晝夜可用，能突入危險地區(qū)上 空長時間實施監(jiān)視與偵察以獲取情報信息，并能實時傳輸目標圖像等；而且，無人機因無飛 行員，不必考慮飛行員的生理極限，可以設(shè)計得結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、尺寸小、使用方便、易 于操作和維護，故其研制費、生產(chǎn)成本和維護費要比載人飛機低得多，還可節(jié)省培訓(xùn)飛行員 的大量費用。

按照用途劃分，無人機一般可分為以下幾類：

1)靶機：模擬飛機、導(dǎo)彈和其他各種飛行器的飛行狀態(tài)；主要用于鑒定各種航(防)空兵器 的性能和訓(xùn)練戰(zhàn)斗機飛行員、防空兵器操作員。

2)偵察機：進行戰(zhàn)略、戰(zhàn)役和戰(zhàn)術(shù)偵察，監(jiān)視戰(zhàn)場，為部隊的作戰(zhàn)行動提供情報。偵察 監(jiān)視無人機是目前門類比較齊全，并在實戰(zhàn)中大量應(yīng)用的無人機，如美國在研的“全球鷹” 無人偵察機、“暗星”隱身無人偵察機、“捕食者”無人偵察機、“騎士”無人偵察機。

3)誘餌無人機：誘使敵雷達等電子偵察設(shè)備開機，獲取有關(guān)信息；模擬顯示假目標，引 誘敵防空兵器射擊，吸引敵火力，掩護己方機群突防。

4)電子對抗無人機：分為電子偵察機和電子干擾無人機，前者用來收集敵方的通訊情報 及電子情報，例如瑞安公司的147系列無人機；后者用來對敵方的通訊指揮系統(tǒng)進行電子干 擾，如美國的air-Exjam無人機。

5)攻擊無人機：攻擊、攔截地面和空中目標；攻擊無人機攜帶有小型和大威力的精確制 導(dǎo)武器、激光武器或反輻射導(dǎo)彈，對敵雷達、通信指揮設(shè)備、坦克等重要目標實施攻擊以及 攔截處于助推段的戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈。

6)通信中繼無人機：利用無人機向其他軍用機或陸、海軍傳送圖像等信號，一般用安裝 了超高頻和甚高頻無線電通信設(shè)備的無人機進行中繼通信。

7)其他用途的無人機：無人機還可以用于目標鑒別、激光照射、遠程數(shù)據(jù)傳遞的空中中 繼站、反潛、炮火校正和遠方高空大氣的測量以及對化學(xué)、細菌污染和核輻射的偵察等。

在無人機的系統(tǒng)組成中，一個關(guān)鍵的中樞設(shè)備是飛控計算機。它就像是無人機的大腦， 既是全機的控制與管理中心，又是全機的通訊中樞設(shè)備。絕大多數(shù)的機載設(shè)備都需要與它通 訊，從而實現(xiàn)與地面的遙控控制和遙測顯示的交互。它需要與機上的任務(wù)組件、發(fā)動機系統(tǒng)、 大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、綜合檢測系統(tǒng)、機載鏈路設(shè)備、空管應(yīng)答系統(tǒng)等進行通訊。一方 面，它通過這些通訊，實時獲取無人機的各種位置、狀態(tài)信息，選擇適當?shù)目刂撇呗詫崿F(xiàn)對 無人機全程的飛行控制和管理；另一方面，它實時接收來自機載鏈路設(shè)備的地面站遙控指令 并分發(fā)給相應(yīng)機載設(shè)備，同時還要收集打包其他機載設(shè)備的遙測數(shù)據(jù)，通過機載鏈路設(shè)備傳 回地面站，以便地面站操作人員能夠?qū)崟r了解無人機的狀態(tài)并控制它。也就是說，要保證一 次任務(wù)的順利完成，就必須保證任務(wù)組件與飛控計算機的有效通訊。

不同用途的無人機，配備有不同的任務(wù)組件。像靶機，其任務(wù)組件是一些靶標設(shè)備，偵 察機的任務(wù)組件則是一些偵察設(shè)備，諸如光電平臺、數(shù)碼相機等等；誘餌無人機、電子對抗 無人機、通訊中繼無人機等，其任務(wù)組件則對應(yīng)是誘餌設(shè)備、電子對抗設(shè)備、通訊中繼設(shè)備 等。即不同的任務(wù)組件，決定了無人機的不同用途。當有不同的任務(wù)需求時，則派上不同的 無人機來完成相應(yīng)的任務(wù)。比如，有偵察和通訊中繼任務(wù)時，使用偵察無人機；有通訊中繼 任務(wù)時，使用通訊中繼無人機；有電子對抗任務(wù)時，使用電子對抗無人機。平常則需要對這 至少三架無人機進行維護保養(yǎng)。

目前，為了節(jié)省軍費開支，各國都希望開發(fā)適應(yīng)不同實戰(zhàn)環(huán)境的多用途無人機，或在原 有無人機的基礎(chǔ)上改裝為多用途無人機。因為這樣，可以由單架無人機滿足多種任務(wù)需求， 使研制、使用成本大大降低。

為了滿足單架無人機由單一用途擴展為多用途的需求，最簡單的方式是采用換裝任務(wù)組 件的方式。因為這種方式對于整個無人機系統(tǒng)而言，只需要更換任務(wù)組件就可以實現(xiàn)多用途 的目的。既不需要更換另一架無人機，也不需要更換與任務(wù)組件相關(guān)聯(lián)的其他設(shè)備，比如飛 控計算機，這樣代價最小，既降低了成本，節(jié)約經(jīng)費，使用起來又靈活方便，且后期維護簡 單。