基于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的無(wú)人機(jī)飛行管理關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、當(dāng)前，民用無(wú)人機(jī)微小型化、自主化程度越來(lái)越高，應(yīng)用需求越來(lái)越大，但是傳統(tǒng)的藍(lán)牙、wifi、RC遙控以及數(shù)傳電臺(tái)等數(shù)據(jù)鏈的測(cè)控范圍嚴(yán)重影響無(wú)人機(jī)的應(yīng)用，制約著無(wú)人機(jī)效能的發(fā)揮，而隨著移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，特別是3G/4G技術(shù)的出現(xiàn)，其已呈現(xiàn)更高帶寬、更強(qiáng)實(shí)時(shí)、更廣范圍的趨勢(shì)，移動(dòng)通信技術(shù)與無(wú)人機(jī)技術(shù)相結(jié)合具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，基于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)也將有更好的升級(jí)空間。然而，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)不同于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)鏈的機(jī)制與特性將會(huì)為無(wú)人機(jī)飛行管

2、理中的遙測(cè)遙控管理、任務(wù)管理與規(guī)劃以及故障判斷與管理三個(gè)重要功能產(chǎn)生巨大的影響，針對(duì)于此，本文重點(diǎn)研究下述三個(gè)方面的關(guān)鍵內(nèi)容。
　?。?）無(wú)人機(jī)遙測(cè)遙控管理。鑒于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)延時(shí)對(duì)無(wú)人機(jī)遙測(cè)遙控功能的影響，本文首先針對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)延時(shí)進(jìn)行大量現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)與詳細(xì)分析，建立了符合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況的網(wǎng)絡(luò)延時(shí)模型。然后利用BP以及RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)無(wú)人機(jī)傳輸延時(shí)進(jìn)行預(yù)測(cè)，最后將預(yù)測(cè)的延時(shí)引入“人在回路”系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)狀態(tài)與位置補(bǔ)償，從而提高操作

3、員穩(wěn)定地遠(yuǎn)程操控?zé)o人機(jī)的能力。
　　（2）無(wú)人機(jī)飛行任務(wù)管理與規(guī)劃。在實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)遙測(cè)控的基本功能之后，本文進(jìn)一步考慮了無(wú)人機(jī)任務(wù)管理與規(guī)劃的問(wèn)題，首先結(jié)合當(dāng)?shù)鼗镜姆植记闆r與傳播特性，建立適合本地環(huán)境的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)損耗模型。然后針對(duì)不同城市任務(wù)，將實(shí)際基站布局與信號(hào)強(qiáng)度考慮為無(wú)人機(jī)的外在約束進(jìn)行航跡預(yù)規(guī)劃，最后在無(wú)人機(jī)飛行過(guò)程中考慮無(wú)人機(jī)所接入基站的負(fù)荷以及飛行途中的障礙物，采用固定步長(zhǎng)的A*搜索算法實(shí)時(shí)計(jì)算出新的飛行航跡，在

4、確保無(wú)人機(jī)飛行測(cè)控的前提下，為無(wú)人機(jī)執(zhí)行不同城市業(yè)務(wù)提供不同的通信能力。
　?。?）無(wú)人機(jī)故障判斷與管理。在無(wú)人機(jī)飛行過(guò)程中，可能會(huì)有一系列的異常故障或者事件發(fā)生，因此需要對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行故障判斷與處理。特別是在GPS異常的情況下，如何粗略快速獲取無(wú)人機(jī)的位置關(guān)乎無(wú)人機(jī)飛行安全甚至人員安全，而如何縮短GPS再次定位的時(shí)間也考驗(yàn)著無(wú)人機(jī)故障處理能力。不同于傳統(tǒng)無(wú)人機(jī)，本文引入移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)來(lái)解決這兩個(gè)重要問(wèn)題。
　　最后，本