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无人机卫星通信系统

2024-10-09


1卫星通信应用场景

卫星通信具有不受视距限制、专用信道、保密性好等优点。卫星通信可以实现卫星覆盖范围内任意两个终端之间的数据通信。

(1)  非视距通信

由于地球曲率的影响,如果两个终端之间不能保持“可视”,则传统的数据通信会受到地球表面的遮挡导致通信质量变差,甚至通信中断,此时卫星通信是一个不错的手段。常见的情况是在地对地通信,空对地通信(飞机飞行高度比较低)的情况下两个终端之间没法保持“可视”,此时应该采用卫星通信方式。

在山区、森林等特殊的场合,周围环境复杂,遮挡比较严重,常规的通信方式通信距离受限,无法实现远距离传输,此时采用卫星通信可以有效突破这一障碍。

(2)  远距离通信

采用视距通信方式,空对地的通信的情况下通信距离是150km~200km,如果想继续增大通信距离的话应该考虑采用卫星通信。

(3)  实时性

卫星通信是实时通信,通信延时大约是几百ms的量级,能够将现场的实时视频、音频以及数据传输到监控台站,便于监控台站实时对数据进行分析和处理,为远程遥控、决策提供依据。如果不采用卫通通信的方式,在传统通信手段无法实现的情况下,只能将记录数据存盘,然后事后进行处理,这样一来会大大降低试验、工作的效率。

2、无人机卫星通信系统

无人机卫星通信系统由机载卫星通信终端(机载站)、地面卫星通信站(地面站)、车载卫星通信站(车载站)及网络管理系统组成,如下图所示。

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机载卫星通信终端包含机载动中通天线、机载卫星通信端机、机载功放和其他配套设备。通信端机内部集成有卫星通信调制解调器、音视频数据编解码器、任务控制器及数据处理器等。

车载卫星通信站包含车载卫星静中通天线、车载卫星通信端机、车载功放、地面网管端机和其他配套设备。车载卫星通信站可采用独立方舱单独建站,也可以在已建设好的车载指控站基础上进行加装和改造。

根据用户实际作业需求还可以建设一套地面固定指控站。地面指控站的组成和车载通信站基本相同,地面固定指控站通过有线网络方式和用户总部调度室进行通信。

3无人机卫星通信系统分类

无人机卫星通信系统根据应用场景分为以下两类:

⑴旋翼型直升机

   旋翼型直升机由于直升机飞行高度、复杂地形条件影响会经常导致地面通讯中断,带来一定的安全隐患,因此使用卫星通信系统是十分必要的。旋翼型直升机加装卫星通信系统重点需要解决旋翼条件下的通信可靠性问题。

⑵固定翼型无人机

   长航时的固定翼无人机由于覆盖范围大,在超视距的情况下不能保证全程可靠的通信。基于卫星的机载卫星通信系统能够实现长航时无人机的全航程可靠高速通信。

4无人机机载卫星通信系统主要特点

1)全自主知识产权

     机载动中通天线、机载通信端机和地面通信端机均为全自主产权, 安全可靠,掌握全部技术细节,可针对应用做适应性修改,天线全碳纤维面开模,保证生产的一致性。

2) 低工作门限

     比国内竞争对手低2dB左右。相同条件下,解调门限值越低,链路余量越多,可靠性越高,即在卫星覆盖差的边远地区系统可用性更强,传输数据率更高,信道容量更大。

3) 旋翼情况下突发通信

     具备自动旋翼检测能力和数据旋翼间隙发送能力,在国内同类产品中处于领先地位。数据突发传输所占的时间短,受直升机旋翼遮挡的概率低。通过合理设计帧结构和重发机制,可以在保证通信可靠性的前提下提高传输效率。

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4)频谱利用率高:

     滤波器滚降系数为0.15,国内其他产品为0.4或0.5,降低占用卫星带宽,为客户降低租用卫星资源的成本。

5)功率谱密度低

     低门限意味发射功率低,功率谱密度低,还可以通过扩频进一步降低功率谱密度,防止邻星干扰,增加系统可用度。

6) 一站多机功能

     具有一站多机集群管理功能,实现一套地面站同时管理 多架飞机。

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