基于移動通信網(wǎng)絡(luò)的無人機飛行管理關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、當前，民用無人機微小型化、自主化程度越來越高，應(yīng)用需求越來越大，但是傳統(tǒng)的藍牙、wifi、RC遙控以及數(shù)傳電臺等數(shù)據(jù)鏈的測控范圍嚴重影響無人機的應(yīng)用，制約著無人機效能的發(fā)揮，而隨著移動通信網(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、更強實時、更廣范圍的趨勢，移動通信技術(shù)與無人機技術(shù)相結(jié)合具有得天獨厚的優(yōu)勢，基于移動通信網(wǎng)絡(luò)的無人機系統(tǒng)也將有更好的升級空間。然而，移動通信網(wǎng)絡(luò)不同于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)鏈的機制與特性將會為無人機飛行管

2、理中的遙測遙控管理、任務(wù)管理與規(guī)劃以及故障判斷與管理三個重要功能產(chǎn)生巨大的影響，針對于此，本文重點研究下述三個方面的關(guān)鍵內(nèi)容。
　　（1）無人機遙測遙控管理。鑒于移動通信網(wǎng)絡(luò)延時對無人機遙測遙控功能的影響，本文首先針對移動通信網(wǎng)絡(luò)延時進行大量現(xiàn)場實測與詳細分析，建立了符合當?shù)貙嶋H情況的網(wǎng)絡(luò)延時模型。然后利用BP以及RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對無人機傳輸延時進行預(yù)測，最后將預(yù)測的延時引入“人在回路”系統(tǒng)以實現(xiàn)對無人機狀態(tài)與位置補償，從而提高操作

3、員穩(wěn)定地遠程操控?zé)o人機的能力。
　　（2）無人機飛行任務(wù)管理與規(guī)劃。在實現(xiàn)無人機遙測控的基本功能之后，本文進一步考慮了無人機任務(wù)管理與規(guī)劃的問題，首先結(jié)合當?shù)鼗镜姆植记闆r與傳播特性，建立適合本地環(huán)境的移動通信網(wǎng)絡(luò)信號損耗模型。然后針對不同城市任務(wù)，將實際基站布局與信號強度考慮為無人機的外在約束進行航跡預(yù)規(guī)劃，最后在無人機飛行過程中考慮無人機所接入基站的負荷以及飛行途中的障礙物，采用固定步長的A*搜索算法實時計算出新的飛行航跡，在

4、確保無人機飛行測控的前提下，為無人機執(zhí)行不同城市業(yè)務(wù)提供不同的通信能力。
　?。?）無人機故障判斷與管理。在無人機飛行過程中，可能會有一系列的異常故障或者事件發(fā)生，因此需要對無人機進行故障判斷與處理。特別是在GPS異常的情況下，如何粗略快速獲取無人機的位置關(guān)乎無人機飛行安全甚至人員安全，而如何縮短GPS再次定位的時間也考驗著無人機故障處理能力。不同于傳統(tǒng)無人機，本文引入移動通信網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)來解決這兩個重要問題。
　　最后，本