基于网络的无人机仿真设备通信研究

根据实时仿真要求,合理选择通信方式,通信模块,设计合理通信协议、串口或网络是解决实时通信的关键。文中主要使用带有TCP／IP协议包的实时操作系统RTIP,同时安装以太网网卡驱动,实现了通信协议的裁减和优化。     

基于信干噪比的无人机集群分布式编队控制算法

编队控制和组网通信是无人机集群保持队形稳定和执行协同任务的前提条件。现有的编队控制算法侧重于队形控制,往往对无人机之间的通信因素考虑较少。针对无人机集群组网编队问题,设计了基于信干噪比(Signal to Interference plus Noise Ratio,SINR)的分布式编队控制算法。该算法兼顾接入覆盖与网络连通性要求,以SINR为参考构建虚拟作用力,能够使无人机以分布式控制的方式自主移动到通信质量更优的位置并维持稳定的拓扑结构。仿真结果表明,该算法可以适用于不同场景,能够在保证网络连通稳定的前提下优化目标区域用户的通信质量,并且具有较高的接入覆盖率和编队稳定性。     

无人机立体影像在通信中的建模应用

面向5G大连接,通信基站布局、天线布放将会有大规模调整,需要一种高效、精确、可复现的方法,对基站天线等基础设施和环境信息进行立体影像采集,形成立体影像的三维数字化点云。本文开展了多种无人机型对落地铁塔和楼顶天面两类典型基站场景的三维数字化采集和建模试验,论证了无人机通信基础设施立体影像采集系统精度满足通信工程要求,可提升勘察和规划设计的效率,累积通信行业数字资产。     

基于MADDPG的无人机辅助通信功率分配算法

针对多无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)作为空中基站辅助通信的吞吐量和公平性问题,提出了一种基于多智能体深度确定性策略梯度算法(multi-agent deep deterministic policy gradient algorithms, MADDPG)的功率分配算法,该算法通过联合优化UAV基站的功率分配和用户接入以提高系统吞吐量和公平性。本文首先构建了UAV基站为地面建立通信服务的三维场景,然后通过联合功率、用户关联和UAV位置约束,构建了吞吐量和公平性最大化的问题模型。考虑到该问题的复杂性,本文将所构建的优化问题建模为马尔科夫决策过程(Markov decision process, MDP),通过引入深度确定性策略梯度算法(deep deterministic policy gradient algorithm, DDPG)解决该问题。仿真结果表明,本文提出的基于MADDPG的UAV基站功率分配算法与其他算法相比,可以有效地提升系统的吞吐量和用户的公平性,提高通信的服务质量。     

无人机通信感知一体化：架构、技术与展望

无人机应急通信作为第六代移动通信系统（6G）的一种典型应用,具有灵活部署、按需覆盖的优势。与此同时,通信感知一体化是6G的重要特征和核心使能技术之一,它可以应用于无人机应急通信中,以提升频谱效率、感知精度,降低系统成本,但二者如何结合,仍是学术界和工业界的研究热点和难点。为此,提出了一种无人机通信感知一体化的体系架构,探讨了支撑该架构的基础理论和关键技术,并展望了无人机通信感知一体化的未来发展方向及挑战。     

一种高效可靠的无人机自组网多跳TDMA协议

设计无人机自组网媒体接入控制(Medium Access Control,MAC)协议时,需要考虑其控制开销和数据传输的可靠性。鉴于此,结合现有无线自组网多跳时分多址接入(Time Division Multiple Access,TDMA)协议和无人机自组网特点,提出了一种高效可靠的无人机自组网多跳TDMA协议。首先采用高效负载均衡的时隙请求信息上传机制,选择一个负载较小的节点转发节点时隙请求信息;然后根据相互通信的父节点删除重复节点的时隙请求信息,减少相同节点的时隙请求信息转发次数;最后通过实时更新节点时隙请求信息机制,提高节点时隙请求信息传输的可靠性。仿真结果表明,该协议在数据传输成功率、平均时延、控制开销方面优于现有协议,可较好地应用在无人机自组网中。     

无人机集群协同态势觉察一致性评估

无人机集群协同态势感知一致性是影响集群协同决策控制的重要因素,已有集群态势感知研究集中在多传感器态势数据融合,对态势感知一致性的讨论不充分,本文对集群协同态势觉察一致性评估方法进行设计.结合集群协同作战特点,分析集群协同态势感知一致性;建立集群协同态势觉察一致性评估模型,指出态势觉察一致性的可用情况;考虑战场信息的不确定性、指标的相关性等因素,提出基于非线性处理和指标变权的区间数形式下的态势觉察一致性计算方法.分析表明,与基于组合赋权的方法相比,本文方法在表示精度、差异度等方面有较好表现,可用于集群协同作战仿真和集群系统优化设计等研究.     

无人机跟踪地面目标制导控制方法

提出了基于自动驾驶仪的无人机跟踪地面目标的制导、控制架构,将"无人机+自动驾驶仪"的组合看作是以滚转角、飞行高度和速度为控制输入的动态系统。在横侧向,相比下一时刻,根据无人机的航迹方位角误差以及无人机与目标点在水平面内相对距离与期望盘旋半径的误差,给出滚转角指令的制导规律,并对制导指令的生成周期进行了研究;对于纵向,为降低目标状态估计对于姿态误差的敏感度,结合传感器分辨率的要求,给出了解算飞行高度指令的方法。无人机六自由度模型的仿真对比表明,所提跟踪制导律相比李亚普诺夫向量场法(LVFG)和切向量场法(TVFG)具有更优的稳定性和准确性。     

无人机导航系统抗干扰措施

通过介绍无人机导航系统的接收机特性,分析了无人机GPS信号不稳定的原因,并采取合理布局GPS接收天线的位置、在GPS接收天线与设备特别是有源设备之间加入隔离装置等措施,提高了无人机导航系统的抗干扰性。     

Analysis of UAV wireless network coverage and handover performance

For the characteristics of unmanned aerial vehicle (UAV),such as high mobility,adjustable height,and high probability of line-of-sight channels,which introduced multiple challenges to the design and deployment of current and future wireless network,and the networking performance of UAV was the focus and difficult issues in the industry,the network coverage and handoff performance of heterogeneous UAV wireless network was analyzed,which provided insights into UAV wireless networking.Specifically,considering the outdated channel state information introduced by the UAV’s mobility,analytical expressions of handover probability,handover error probability,and coverage probability for heterogeneous UAV wireless network were derived by utilizing the tools from stochastic geometry.In addition,the impacts of the UAV’s mobility,height,as well as the density of terrestrial base stations on the aforementioned performance metrics were investigated.It shows that the outdated channel state information caused handover error,which increases first and then decreases with the increase of UAV’s moving speed and density of base stations.Meanwhile,the impact of UAV’s flight height on coverage probability is more significant than that of moving speed.     

无人机配送的发展现状及改进措施

我国面积广阔,很多地区不能普及快递的配送,而传统的配送方式比较浪费人力物力,很可能造成快递不能及时送到的状况。在这种情况下,一种新的配送方式,也就是无人机配送,进入了人们的视线。无人机配送不但方便,而且成本比较低,操作性比较强。因此,在某些情况下,可以利用无人机进行配送,以弥补传统配送方式的不便,能更好地解决山区、偏远地方以及城市部分特殊人群的快递配送问题。文章对此展开了分析。     

基于5G的无人机智能组网的应急通信技术开发及应用

在成立国家应急管理部后,国家越来越重视灾害事故后应急通信保障能力.为了使灾后地面通信设备被损害,从而无法对正常通信进行保证的问题得到解决,根据无人机机载基站快速创建天地一体化网络应急通信方案也备受重视.以此,本文就将5G技术作为基础,开发无人机智能组网的应急通信方案.     

物联网数据收集中无人机路径智能规划

为解决无人机在数据收集过程中的路径规划问题,将其分为全局路径规划和局部路径规划。针对全局路径规划,将其建模为一个定向问题,定向问题是背包问题和旅行商问题2种经典优化问题的组合。采用指针网络深度学习对该模型进行求解,并在无人机能量约束下得到其服务节点集合及服务顺序。针对局部路径规划,基于无人机接收到节点的参考信号强度,通过深度Q网络学习对无人机局部飞行路径进行规划,使无人机逼近节点位置并服务各节点。仿真结果表明,所提方案能够在无人机能量约束下有效提升其数据收集的收益。     

Hierarchical game based spectrum access optimization for anti-jamming in UAV network

For the anti-jamming spectrum access optimization problem in unmanned aerial vehicle (UAV) communication networks,considering the complex and diverse malicious jamming from jammers,a Bayesian Stackelberg game was proposed to formulate the competitive relations between UAV users and jammers.Specifically,jammers acted as the leader,whereas users acted as followers of the proposed game.Based on their different utility functions,the jammer and users independently and selfishly selected their optimal strategies and obtained the optimal channels selection.Due to the NP-hard nature,it was challenging to obtain the Stackelberg Equilibrium of the proposed game.To this end,a hierarchical learning framework was formulated,and a hierarchical channel selection-learning algorithm was proposed.Simulations demonstrate that with the proposed hierarchical learning algorithm,UAV nodes can adjust their channel selection and obtain superior performance.     

我国无人机发展现状及在后勤保障领域的应用

无人机从诞生以来的单一军事用途向现在的多用途、多方向发展。文章通过分析消费级、工业级和军用无人机发展现状,结合军事后勤保障特点,概述了无人机在战场物资投送、战场医疗救护和军事装备器材维修的应用方式。     

反辐射无人机作战效能分析

应用WSEIAC武器系统作战效能模型给出了单架反辐射无人机的作战效能表达式,分析了影响反辐射无人机作战效能的关键因素,推导了多架反辐射无人机的作战效能表达式,并针对多架反辐射无人机的作战效能分析了攻击资源的分配。     

反辐射无人机搜索路径规划研究

针对反辐射无人机对不规则、确定任务区域内的隐蔽雷达执行搜索攻击、压制任务的问题,提出了覆盖区域这一路径规划指标．利用遗传算法的杂交、变异操作产生满足反辐射无人机任务需求、机动性能的搜索路径,解决了反辐射无人机在不规则区域内执行任务时的搜索路径规划问题。     

电子侦察无人机单站无源定位研究

无源定位在现代战争中越来越受到人们的重视。介绍了电子侦察无人机单站无源定位的方法,包括测向定位法、多普勒频率差定位法、相位差变化率定位法等,对单站无源定位技术的基本工作原理及其定位精度进行了分析,并比较了各自的性能和特点。     

无人机OFDM系统时频同步方法研究

通过对无人机正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系统时频同步方法分析,对最大似然准则、最大相关准则和基于循环移位的最大相关算法等3种同步算法进行了研究。针对无人机数据链OFDM系统同步传输的特性,提出了一种采用粗同步和细同步相结合的时频联合同步方法。通过仿真结果可以得出,该时频联合同步方法能够达到系统同步范围和同步精度的统一。     

无人机摄影测量技术在数字化地形测量中的应用

国家综合实力的提升离不开经济的发展以及科学技术的支持,无人机摄影测量技术的应用打破了时代技术的局限,也突破了地形数字化测量的瓶颈。为了深入研究无人机技术在地形测量领域的应用,文章需要拓宽分析视角,从无人机摄影系统的内涵入手,找寻找无人机摄影测量的优势和特点,从而更好地研究其应用方法。就无人机摄影测量技术在数字化地形测量方面的应用,进行简要的分析与探讨,希望能够对有关人员的工作有所帮助。