無人機的關鍵技術

無人機10086

2021年5月12日 14:26

20世紀80年代，我國開始探索適合國情的衛星導航系統發展道路，形成了"三步走"發展戰略：2000年年底，建成北斗一號系統，向中國提供服務；2012年年底，建成北斗二號系統，向亞太地區提供服務；2020年，建成北斗三號系統，向全球提供服務。無人機的關鍵技術的圖1

1994年，啟動北斗一號系統工程建設；2000年，發射2顆地球靜止軌道衛星，建成系統并投入使用，采用有源定位體制，為中國用戶提供定位、授時、廣域差分和短報文通信服務；2003年發射第3顆地球靜止軌道衛星，進一步增強系統性能。無人機的關鍵技術的圖2

2004年，啟動北斗二號系統工程建設；2012年年底，完成14顆衛星（5顆地球靜止軌道衛星、5顆傾斜地球同步軌道衛星和4顆中圓地球軌道衛星）發射組網。北斗二號系統在兼容北斗一號系統技術體制基礎上，增加無源定位體制，為亞太地區用戶提供定位、測速、授時和短報文通信服務。無人機的關鍵技術的圖3

2009年，啟動北斗三號系統建設；2018年年底，完成19顆衛星發射組網，完成基本系統建設，向全球提供服務；計劃2020年年底前，完成30顆衛星發射組網，全面建成北斗三號系統。北斗三號系統繼承北斗有源服務和無源服務兩種技術體制，能夠為全球用戶提供基礎導航（定位、測速、授時）、全球短報文通信、國際搜救服務，中國及周邊地區用戶還可享有區域短報文通信、星基增強、精密單點定位等服務。無人機的關鍵技術的圖4

北斗系統功能簡介

中國北斗衛星導航系統（ BeiDou Navigation Satellite System，BDS）是中國自行研制的全球衛星導航系統，也是繼GPS、GLONASS之后的第三個成熟的衛星導航系統。中國的BDS和美國的GPS、俄羅斯的GLONASS、歐盟的GALILEO，是聯合國衛星導航委員會已認定的供應商。無人機的關鍵技術的圖5

北斗衛星導航系統由空間段、地面段和用戶段三部分組成，可在全球范圍內全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導航、授時服務，并具短報文通信能力，已經初步具備區域導航、定位和授時能力，定位精度為分米、厘米級別，測速精度0.2米/秒，授時精度10納秒。無人機的關鍵技術的圖6

對于無人機來講，定位以及相應的應急通信是非常關鍵的技術，利用北斗對于導航定位來講，可以極大地提高作業精度。同時，利用北斗系統也能夠為無人機應用通信提供更廣的覆蓋范圍以及更高的可靠性。

北斗系統與無人機

1、 提供實時精確位置信息并進行導航定位。北斗衛星定位采用一種三星定位算信等各種處理之后,把定位數據、通信數據等放入出法的思想就有可能實現全天候、高精度、快速實時的站幀信號之中,發往指定用戶,用戶收到中心控制站區域性無源導航定位系統,能夠實現對我國用戶的通過出站信號發出的各種數據,從而實現定位、通信定位和測速等功能可以利用北斗地基增強系統，為無人機提供實時的厘米級位置信息并進行導航定位。為無人機提供位置信息是北斗的首要任務，基于北斗的地基增強系統的精準定位功能和數字化地圖庫配合可在電子地圖上標注出無人機的實時位置和相應時間。無人機的關鍵技術的圖7

2、 顯著提高無人機導航的可靠性。 兼容北斗的多模衛星導航系統能夠顯著提高無人機導航的可靠性，因為利用北斗、GPS等多模衛星導航芯片和模組，能夠同時搜尋并利用多顆導航衛星的信號，使得在視衛星數量從單一GPS系統的10顆左右提升到20余顆，極大的提高了衛星導航定位的可靠性。實驗中發現，在某些原來GPS信號較差的區域，北斗無人機能保持良好的衛星定位效果。無人機的關鍵技術的圖8

3、利用北斗短報文功能增強無人機處理突發事件能力。若無人機出現意外，需要緊急迫降來搜尋無人機時，這時候搜尋比較困難，而利用北斗系統以后可以設置一些專用指令，使得無人機出現故障的時候，即使在沒有移動通信信號覆蓋的區域，也可以通過北斗短報文進行搜救和維修。無人機的關鍵技術的圖9

4、加強人機信息交流。利用北斗導航，可加強地面人員設備與無人機的信息交流，提高對無人機的測控能力。地面站可通過北斗衛星向無人機發送遙控指令，當無人機飛出地面測控范圍內，北斗可作為備用測控通信技術。

系統優勢總結

北斗加無人機系統應用優勢可以分為五個部分，首先是定位精度高，基于北斗高精度GNSS接收機及天線，支持北斗、GPS、GLONASS三系統定位；第二是作業標準高；第三是作業范圍廣；第四是控制自動化；第五是應用性通信，利用北斗短報文通信，可以擴展無人機的應急通信功能。

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