无人机数据链是无人机系统的重要组成部分,是飞行器与地面系统联系的纽带。随着无线通信、卫星通信和无线网络技术的发展,无人机数据链的性能也得到了大幅提高。当今,无人机数据链也面临着一些挑战。首先,无人机数据链在复杂电磁换件条件下可靠工作的能力还不足;其次, 频率使用效率低。无人机数据链带宽、通信频率通常采用预分配方式,长期占用频率资源,而无人机飞行架次不多,频率使用次数有限,造成频率资源的浪费。
无人机数据链的定义
无人机数据链是一个多模式的智能通信系统,能够感知其工作区域的电磁环境特征,并根据环境特征和通讯要求,实时动态的调整通信系统工作参数(包括,通信协议、工作频率、调制特性和网络结构等)达到可靠通信或节省通信资源的目的。
无人机数据链按照传输方向可以分为:上行链路和下行链路。上行链路主要完成地面站到无人机遥控指令的发送和接受,下行链路主要完成无人机到地面站的遥测数据以及红外或电视图像的发送和接收,并根据定位信息的传输利用上下行链路进行测距,数据链性能直接影响到无人机性能的优劣。
无人机数据链的选择
衡量无人机数据链是否健壮的几个特征:
1、具有跳频扩频功能。
跳频组合越高,抗干扰能力越强,一般的设备能做到几十、几百个跳频组合,性能优异的设备能做到6万个跳频组合。
2、具有存储转发功能。
3、具有数据加密功能。
使用数据传输的可靠性提高,防止数据泄密。常见的加密方式有:DES、AES等。
4、具有高速率。
无人机数据链属于窄带远距离传输的范畴,115200bps的数据速率即属于高速率。
5、具有低功耗,低误码率和高接收灵敏度。
由于无人机采用电池供电,而且传输距离又远,所以要求设备的功耗低(即低发射功率),接收灵敏度高(灵敏度越高传输距离越远)。
一般是以多少误码率下的接收灵敏度衡量设备的接收性能,比如:–106 dBm @ 10–6BER。
GE MDS的TransNET(EL-805)系列数字数传电台符合以上五点要求:
64000个跳频组合,可以自动避开有干扰的频点;具备存储转发功能;采用AES128位加密技术;115200bps的数据速率;2W/0.5W的发射功率;–108 dBm @ 10–6BER的误码率和接收性能。
无人机数据链的测试
现有对无人机数据链性能的测试方法通常是进行实际飞行试验或野外“拉距离”试验,这种方法试验周期长,通常的试验周期多达几个月,而且试验数据提取困难,试验成本相对较高。
国内外航空数据链系统发展情况
1.1 我国航空数据链系统
我国目前最常用的数据链系统是80 年代初研制的数传/导航兼备系统。该系统由机载设备和地面设备构成。数据引导与塔康设备兼容,数据率为600bps,调制方式为ASK。其工作方式为:地面台以广播方式发出带地址码的指挥信息,机载台按地址接收各自的信息,并在接收后经一定的延迟向地面台发回复信息。机载台把接收的信息经译码得到指令,再由码声器转化为声音指令,对重要信息还同时使用综合航向指示器的航向指令针、敌情指示器、双针高度表、双针速度表显示。该链路存在一些不足如:不能传输话音、数据率低、不具备抗干扰能力,地面设备易受攻击等。
1.2 国外航空数据链系统
到目前为止, 美国己经研制出TLink I,、Link II、Link III、Link 4、Link 11、Link 16 等多种战术数据链并装备了部队,现在又在着手研制和完善Link16A 和Link 220。
目前美国军方使用较多的仍是Link 4A, 因为它符合数字信息链路(TADIL)C 规范,Link 4A 一般由控制站终端分系统、传输分系统和受控站终端分系统组成。如图1 所示。
图1 Link—4A 系统的组成框图
一个典型的Link 一4A 系统终端分系统包括UHF 无线电设备、调
制解调器、密码设备、计数据处理器和用户接口设备。
1.2.1Link—4A 链路的工作原理
Link—4A 使用一个时分多址技术在单一频率上连接不同单元,交换目标信息, 在单一射频载波上按串行时分复用的方式进行传输,所传送的各个信息以一个序列的时分为基础。由控制站产生并发送的信息称为控制信息,而返回控制站的信息称为应答信息。
在使用Link—4A 的所有系统中, 控制站终端和受控站终端都用半双工模式工作。但控制站终端必须具有全双工操作的能力。系统使用这种能力进行联机性能监测。控制站数据终端设备提供战术数据系统使用的通用数字计算机和用于发送和接收Link—4A 控制信息和应答信息的无线电设备之间所需的接口。控制站数据终端设备可以使用Link—4A 对机载惯性导航系统进行校准。当按这种功能操作时,数据传输是单向的。这时,控制站数据终端设备能用专用定时进行操作,即产生14ms±0.07ms 帧发送周期及2ms±0.01ms 帧接收周期的网络帧定时间隔。控制站数据终端设备能转换到14ms 或18ms的帧定时,作为处理测试信息或监测控制信息所要求的时间间隔。控制站数据终端设备还能完成Link—4A网定时、控制信号产生和差错检测、应答信息处理、与计算机的数字数据交换、测试工作方式和无线电控制等功能。
2.当前无人机数据链系统
无人机数据链系统通常就是无人机测控系统。无人机数据链路系统框图如图3 所示,
数据链从业者请扫描上面图中二维码,进无人机数据链3群。
联系客服