無人機測控與信息傳輸係統相關問題研究
研究設計
作者：吉彩妮 郭忠誠
摘要：無人機測控與信息傳輸係統承擔對無人機的遙控、遙測以及圖像信息的實時監控、記錄和分發的任務，其工作狀態、可靠性、穩定性直接影響到無人機任務的完成情況。文章主要針對無人機測控與信息傳輸係統存在的相關問題進行了探討研究。
關鍵詞：無人機；測控與信息；傳輸係統
中圖分類號：V279 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）05-0008-02
隨著現代無人機信息化發展需求，將無人機機載設備信息、圖像信息實時或近實時的傳回地麵指揮站是整個無人機係統的關鍵部分。無人機測控與信息傳輸主要完成對無人機的遙控指令、遙測參數和圖像信息的傳輸，是連接地麵操作人員和無人機的唯一橋梁和紐帶，在無人機係統中起著非常重要的作用。
1 係統功能及組成
1.1 係統功能
無人機測控與信息傳輸係統主要功能可以概括為以下幾點：（1）完成對無人機載設備的遙控功能；（2）完成對無人機載設備的遙測參數傳輸、記錄、顯示、回放等功能；（3）完成對機載任務設備獲取的圖像數據的傳輸、處理、顯示和上報功能。
1.2 係統組成
無人機測控與信息傳輸係統按照功能可分為數據傳輸和指揮控製兩大部分，其設備包括無線電數據鏈和地麵控製站。
2 係統相關問題
目前無人機測控與信息傳輸係統雖在各種不同類型無人機平台上得到應用，而且不斷改進完善，但還是存在很多不足之處，下麵就無人機測控與信息傳輸係統設計方麵相關問題進行分析探討。
2.1 多數據鏈的綜合管理設計
隨著中、遠程無人機的發展，單一的數據鏈亦不能夠滿足要求，需配備多條鏈路同時保證無人機的安全及作戰能力。根據無人機性能需求，一般同時配置兩套視距鏈路和兩套衛星鏈路，用於無人機與地麵控製站視距範圍內及超視距的測控與信息傳輸。多數據鏈的配置一方麵增加了係統的冗餘度，提高了係統的可靠性，擴展係統的作用距離，另一方麵但卻帶來了多數據鏈綜合管理問題。
目前大型大多無人機係統都相應配備多套無線電數據鏈，當多數據鏈同時工作時，需要實現數據鏈之間的相互管理和監控。當前國內外無人機測控與信息傳輸係統大多采用在基帶配置數據管理單元或通信管理器的方法實現設備管理和監控。數據管理單元完成機載各數據鏈設備及其它設備的狀態采集和控製信號分發、視頻圖像的壓縮、各鏈路遙測信息與圖像數據的複合等工作，數據管理單元輸出的遙測/圖像複合數據或遙測數據經過各鏈路的調製、放大等處理後發送至地麵或衛星。由於數據管理單元或通信管理器的任務較多，實現複雜，必然帶來設備可靠性的降低，成為整個無人機數據鏈的瓶頸，一旦出現故障，整個測控與信息傳輸係統處於癱瘓狀態，致使無人機不能正常完成作戰任務，丟失
戰機。
2.2 故障檢測設計
由於無人機測控與信息傳輸係統比較複雜，而且外界存在許多不可控製的幹擾因素，致使鏈路出現故障機率增加，但是在係統出現問題或故障時沒有故障告警信息，也沒有預留故障檢測點，不管機載設備還是地麵設備故障，都隻有一個故障現象，那就是鏈路中斷。此時，很難判斷是地麵故障還是機載故障，隻有通過更換地麵站或是更換機載設備初步判斷，即使故障鎖定在機載或地麵站後，因沒有預留故障檢測點沒法對設備進行檢查，給排故帶來了很大的困難。在信息化的戰場上，測控與信息傳輸係統一旦出現故障，如果不能及時排除，就可能造成無法挽回的損失。
2.3 人機界麵友好設計
由於無人機工作的特殊性，大多通過長時間的偵察獲取有用信息，且各種信息都是通過地麵控製軟件來傳遞給飛行控製員，飛行控製員根據地麵站軟件顯示的無人機工作狀態信息實時去調整無人機飛行姿態，去控製任務載荷獲取圖像。據不完全統計，美國無人機事故80%以上來自於飛行控製員誤操作引起。友好的人機界麵設計及無人機操作智能化水平，有助於飛行控製員減少誤操作概率，提高無人機安全及任務完成。
地麵控製軟件在設計時應滿足基本的人機工效要求，主要體現在以下幾點：（1）重要、關鍵參數顯示方法；（2）故障告警提示方法；（3）友好的操作界麵顯示方法；（4）信息標準化顯示方法。