[发明专利]一种采用自组网数据链的无人机集群作战系统

说明书

技术领域

本发明是一种采用自组网数据链的无人机集群作战系统，属于无线通信技术领域。

背景技术

近年来，现代战争的发展已经呈现出明显的无人化趋势。无人机在现代战争中具有很多优势，其主要作战特点为成本低、隐蔽性好、不惧伤亡且起降简单、支持多重任务类型等。但是单个无人机作战系统存在着侦察打击范围小、时间短、适应性差和容易被击毁等缺点。为适应未来战争需要，无人机正在从传统的单独辅助训练、战斗支援功能向通信中继、战场管理、火力引导、毁伤评估、预警、电子对抗等多功能方向发展，尤其集群作战是军用无人机的主要趋势，其显著的作战效能、低廉的成本、易于大量装备等优点使得其在战争中的作用越来越突出，必将成为影响作战进程的重要乃至关键性力量。

无人机群组网技术成为近年来无人机发展的热点研究方向。而现有的无人机集群作战系统极少，且均使用传统的无线组网方式进行通信。在传统的无线组网通信中，无人机只与地面指控中心等固定网络基础设施通信而不与其他无人机通信。现有的无人机集群作战系统存在以下几方面的缺陷：

首先，受限于传统的点对点通信方式，现有的无人机集群作战系统只能在单个无人机的有效通信距离范围内进行作战，作战范围小。

其次，所有无人机都只与指控中心或基站进行通信，灵活性差。

再次，需要网络基础设施的支持，这要求提前到战场建立基站等基础设施，作战难度高。

最后，若网络基础设施被敌军打击，整个无人机通信网络将失效，可靠性差，无法适应当前复杂多变的战场环境。

这些缺陷削弱了无人机集群的作战能力，限制了无人机集群在现代战场上的应用，是无人机集群实际作战中亟待解决的重要问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对当前无人机作战系统存在的问题，提出了一种采用自组网数据链的无人机集群作战系统，本无人机作战系统作战范围大、作战时间长，具有灵活性高、适应性强、可靠性高、通用性强的特点，能够实现无人机集群作战和察打评一体化作战，能够最大程度地满足现代战场的需求。

本发明采用的技术方案是：

一种基于无线自组网数据链的无人机集群作战系统，包括：无线自组网数据链、光电吊舱、无人机群和地面指控中心；

无人机群中每架无人机上均装有光电吊舱，用于收集战场信息，测量目标点位置和图像信息，并通过无线自组网数据链传送给地面指控中心，地面指控中心根据回传的信息，生成控制指令，并通过无线自组网数据链发送给无人机群，控制无人机群的行动；无人机群中的各个小组之间以及各个无人机之间均通过无线自组网数据链进行通信。

包括：所述地面指控中心包括地面数据链电台、控制台、计算机和显示器；

地面指控中心通过地面数据链电台接收无人机群回传的信号，计算机解算出视频、图像和数据信息，经过处理后显示在显示器上，实时监控目标点动态；通过控制台发出控制指令用于调节光电吊舱的视野和无人机飞行状态，该控制指令通过地面数据链电台发送至无人机群。

包括：所述无线自组网数据链包括多个无线自组网通信单元，每个无线自组网通信单元包括主控模块、无线通信模块、总线模块和接口模块；每架无人机上设置有一个无线自组网通信单元，地面指控中心上也设置有一个无线自组网通信单元；

接口模块接收光电吊舱采集的实时信息以及目标点位置信息，并通过总线模块传给主控模块，主控模块对光电吊舱采集的实时信息以及目标点位置信息进行解算，并通过无线通信模块将数据发送出去。

包括：无线自组网数据链各节点之间的通信，其通信频率在200MHz～1GHz之间，采用LORA扩频调制，无线自组网数据链采用无线自组网协议进行通信。

包括：无线自组网协议的帧结构包括信标帧、命令帧、报数帧、数据帧和应答帧。

包括：所述信标帧的结构为：

包括：所述命令帧的结构为：

包括：所述报数帧的结构为：

包括：所述数据帧的结构为：

包括：所述应答帧的结构为：

本发明相对现有技术带来的有益效果为：

(1)本发明通过无人机组网，可以实现中继传输，使无人机作战半径不再局限于单个无人机有效通信距离，极大的提升了无人机作战范围和使用效率；