[發明專利]一種靶用型無人機時分多址一站多機測控通信方法

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• 申請號: 201811215134.X
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109212561A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 楊柳慶;張勇;馬培圣;徐浩
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學;南京長空科技有限公司;南京浦口高新技術產業開發區管理委員會
• 主分類號: G01S19/25
• 分類號: G01S19/25;G01S19/30;H04L5/16;G08C17/02
• 代理公司: 南京先科專利代理事務所(普通合伙) 32285
• 代理人: 孫甫臣

本發明公開了一種靶用型無人機時分多址一站多機測控通信方法，包括如下步驟：1）啟動地面控制站與無人機群；2）地面控制站通過數傳電臺接收衛星導航系統的秒脈沖信號的同時以廣播模式發出“時鐘同步指令”，并啟動地面控制站內的測控定時器；3）各無人機通過數傳電臺接收衛星導航系統的秒脈沖信號、收到“時鐘同步指令”后，啟動各無人機內的測控定時器，完成多機時鐘同步；4）地面控制站依次與各無人機通訊，完成多輪通訊周期；5）多輪通訊結束后，地面控制站與各無人機的測控定時器清零重啟；6）重復步驟2）?5），直至通訊結束。本發明以衛星導航系統的秒脈沖信號為基準構建多機時鐘同步，是一種低成本、通用化、運行穩定的一站多機測控通信方法。

技術領域

本發明涉及無人機測控通信技術領域，具體涉及一種靶用型無人機時分多址一站多機測控通信方法。

背景技術

靶用型無人機(簡稱靶機)主要針對戰斗機和轟炸機等有人機以及巡航導彈和無人機等航空飛行器，模擬其高度、速度和機動性等飛行性能以及雷達反射特征和紅外輻射特征等外部特性，用于機載和地面防空探測系統以及防空火炮、空對空或地對空導彈等防空武器系統的功能性能測試、戰術技術指標考核或部隊的訓練和演習等。

靶機作為一種消耗性資源，其測控系統在保證可靠性的基礎上，應盡量降低成本，滿足低成本、通用化的要求。如果為靶機研制專用的測控系統，價格昂貴且通用性受到限制。采用工業級商用數傳電臺為核心硬件設計通用型測控系統可以有效降低成本，適應靶機測控系統需求。同時，數傳電臺還有以下優點：技術成熟、采購渠道通暢、效費比較低、開發難度相對較小。

隨著戰機和導彈技術性能和信息化水平的提高，現代空戰的戰術戰法迅速發展，以集群作戰、編隊協同作戰和飽和攻擊為代表的新型作戰模式，對防空探測和防空武器系統的多目標跟蹤和多目標打擊能力提出了更高的要求。為適應多目標試驗任務的需求，靶場的供靶模式必須由單機供靶模式向多機供靶模式轉變。

從單機供靶模式向多機供靶模式轉變，最大的區別就是靶場需要同時為多架靶機從地面測試、起飛控制、空中飛行到回收控制的試驗全程提供保障，其中最主要的就是測控通信保障。現有靶機測控系統的地面站一般只能滿足一站單機測控通信需求，要實現多機供靶模式必須配備多套地面控制站，造成試驗成本增加和人力物力資源浪費。一站多機式測控系統的地面控制站需具備同時遙控多架無人機和同時接收多架無人機遙測數據的能力。因此，需要為多機供靶模式設計一站多機式靶機測控系統。

通信傳輸方式可分為單向傳輸和雙向傳輸，雙向傳輸又分為單工、半雙工和全雙工三種工作方式。全雙工通信是指通信雙方可以同時進行信息傳輸的工作方式。在無線傳輸中，全雙工通信可以通過頻率或者時間將發送和接收分開，即頻分雙工(FrequencyDivision Duplex，FDD)和時分雙工(Time Division Duplex，TDD)兩種模式。

無人機測控系統通常采用FDD方式實現全雙工通信，即使用分離的兩個通信頻道進行收發兩個方向的數據傳輸，兩個通信頻道之間保留一定的頻帶間隔，以減少相互干擾。

目前，市場上的數傳電臺一般只能工作于單工或半雙工方式，收發位于同一通信頻道上。靶機測控系統要實現FDD方式，必須在靶機機載和地面控制站各配備兩套通信頻道不同的數傳電臺；若需實現一站多機測控通信，則需配備更多數傳電臺，這顯然不符合低成本、通用化和小型化的要求。而且，通信頻道數量的增加還會帶來更多的電磁兼容問題，需要增加頻道隔離方面的設備，增加成本。

TDD方式僅需使用一個通信頻道，通信雙方在時間上交替的配置成接收態或發送態，即當兩個設備進行通信時，能夠保證一方發送數據時，另一方必定在接收數據；通信雙方不斷交替傳輸方向，就像打乒乓球一樣，故又被稱為“乒乓法”。

目前，無人機測控系統實現一站多機測控通信的技術體制主要有以下幾種：

1)時分多址體制(TDMA)：將測控通信周期劃分為長短不一的時間間隙(簡稱時隙)，地面控制站和無人機群在各自分配到的工作時隙內發送信息。