國慶節(jié)到了,各地都在上演無人機(jī)編隊表演,在無人機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈最成熟的深圳,僅深圳北站中心公園在今年就有200多場表演,平均下來,深圳市民每兩三天就能看到一場無人機(jī)秀。國慶節(jié)期間更是每天都在上演萬架無人機(jī)表演,炫酷的無人機(jī)編隊表演的背后是什么?
無人機(jī)系統(tǒng)主要分為三大部分:地面站、飛控以及無線通信鏈路,下面我們一起了解一下無人機(jī)無線通信鏈路系統(tǒng)。地面站負(fù)責(zé)給無人機(jī)系統(tǒng)發(fā)送指令,稱之為上行鏈路。
無人機(jī)上背著通信電臺,包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī),發(fā)射機(jī)負(fù)責(zé)發(fā)送指令響應(yīng),位置信息,狀態(tài)信息給地面站,稱之為下行鏈路。當(dāng)無人機(jī)超出通信鏈路范圍時,這個時候會有無人機(jī)充當(dāng)中繼站的角色,構(gòu)建地面站和無人機(jī)的通信。無人機(jī)的通信組網(wǎng)方式采用的是無線自組網(wǎng)
無線自組網(wǎng)的特點是:
獨(dú)立性:各通迅節(jié)點在無線信道可自動聯(lián)網(wǎng),不借助其他任何通迅設(shè)備;
分布性:無線移動自組織網(wǎng)絡(luò)沒有徹底的中心節(jié)點,屬于一種對等式通信網(wǎng) 絡(luò),在某幾個節(jié)點毀壞的狀況下,整個網(wǎng)絡(luò)仍可數(shù)據(jù)傳輸;
多跳性(multihop):考慮到通信距離畢竟相對有限,通信節(jié)點多數(shù)需要依靠相鄰節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),進(jìn)而構(gòu)成了多跳通迅路徑,而且和其他網(wǎng)絡(luò)不同,無線自組網(wǎng)的多跳通信路徑完全是由各個一般通信節(jié)點實現(xiàn),并不是靠特定設(shè)備完成, 比如路由器。
移動性:通信網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點都可以運(yùn)動,可以很快的進(jìn)行動態(tài)再重構(gòu),但同時也對多跳路徑的選取提出了更高的要求。
也就是說無人機(jī)的通信組網(wǎng)方式非常的“自由”,想怎么飛就怎么飛 可以排成隊,“鏈狀網(wǎng)”可以聚集在一起,“星狀網(wǎng)"也可以找個中間人傳話,”網(wǎng)狀網(wǎng)“
通信頻率
目前世界上無人機(jī)的頻譜使用主要集中在 UHF、L 和 C 波段,其他頻段也有零散分布。我國工信部無線電管理局初步制定了《無人機(jī)系統(tǒng)頻率使用事宜》,其中規(guī)定:
(1)840.5~845MHz 頻段可用于無人機(jī)系統(tǒng)的上行遙控鏈路,其中,841~845MHz也可采用時分方式用于無人機(jī)系統(tǒng)的上行遙控和下行遙測信息傳輸鏈路。
(2)1430~1446MHz 可用于無人機(jī)系統(tǒng)下行遙測與信息傳輸鏈路,其中,1430~
1434MHz 頻段應(yīng)優(yōu)先保證警用無人機(jī)和直升機(jī)視頻傳輸使用,必要時 1434~1442MHz也可用于警用直升機(jī)視頻傳輸。無人機(jī)在市區(qū)部署時,應(yīng)使用 1442MHz 以下頻段。
(3)2408~2440MHz 頻段可用于無人機(jī)系統(tǒng)下行鏈路,該無線電臺工作時不得對其他合法無線電業(yè)務(wù)造成影響,也不能尋求無線電干擾保護(hù)。
GPS定位無人機(jī)炫酷的表演僅僅依靠通信鏈路是搞不定的,地面站可以讓無人機(jī)去亮紅燈,也可以讓無人機(jī)亮綠燈,但是沒辦法讓無人機(jī)在指定地點停下來,想表演達(dá)到效果,必須給每個無人機(jī)畫”框框“畫框框依靠的就是GPS定位
通過接收來自多顆衛(wèi)星的信號,無人機(jī)可以計算出自身的位置、速度和時間等信息。地面站在表演前把位置信息告訴無人機(jī),無人機(jī)根據(jù)GPS定位已到達(dá)指定位置,再把相關(guān)的狀態(tài)信息告訴地面站。當(dāng)然這個 過程 沒有我講的這么簡單 ,想達(dá)到令人滿意的炫酷表演,還需要依托可靠的組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)、精確位置算法支撐等
最后的話
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