[发明专利]一种一站多机分控系统

说明书

本发明涉及一种一站多机分控系统的设计方法，包括：地面站固定周期刷新指令；地面站将指令传输给无人机组实现遥控功能；无人机组将遥测信息传输给地面站实现遥测功能；地面站软件显示集群功能，控制真实无人机组实现任务调度。在机载和地面站均只配备一套数传电台即单通信频道的情况下，基于时分半双工方式和时分多址体制，设计一站多机分控系统。其中，时分多址采用固定时隙分割，其顺序是基于信道质量因子、速度因子和接入类别因子组成的调度权重因子降序获得的。本发明的一站多机分控系统的设计方法，能够显著提高网络吞吐量性能，同时解决集群网络通信链路间的网络延迟和阻塞等问题，也为一站多机的设计方式提供了参考意义。

技术领域

本发明属于无人机测控通信技术领域，特别涉及一种一站多机分控系统的设计方法。

背景技术

随着航空技术的飞速发展及无人机性能的不断提升，无人机系统已成为航空、测控、电子对抗等领域的研究热点。早期对于无人机系统的相关研究主要以一站单机系统为主，地面控制站作为系统的控制中心，以点对点的通信方式完成对无人机的功能控制、参数分发等过程。无人机一站单机系统抗毁性较差、系统容量较低、作用范围受限，无法充分发挥无人机平台灵活高效的特点，不能支持多架无人机共同完成复杂的测控、对抗等数据传输任务。

为了提升无人机系统传输能力，扩展应用范围，无人机系统目前已经趋向于向一站多机系统发展。无人机一站多机系统是由一个地面控制站和多架无人机组成，涉及多机通信、协同任务分配、协同航迹规划、控制律等多个技术细节，是一个约束条件众多且复杂的问题。在无人机一站多机系统中，由于无人机组具有高度移动性，其拓扑结构经常变化，这要求通信网络具有低延迟和高可靠性。因此，设计解决方案以支持无人机与地面之间的高性能通信变得至关重要，但是目前尚无合适架构能很好地实现该功能。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种一站多机分控系统的设计方法，在该系统中，地面站被用作中央协调器，主要任务是接收遥感和遥测信息以及对信息进行数据处理和贮存等。为了避免冲突并优化认知无线电频率使用，地面站使用时分多址方法。在机载和地面站均只配备一套数传电台即单通信频道的情况下，基于时分半双工方式和时分多址体制，设计一站多机分控系统。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种一站多机分控系统，包括一个地面站以及分别部署于n台无人机上的n个机载测控终端，所述地面站以及每个机载测控终端分别配置一部数传电台，所述n台无人机构成无人机组；

所述地面站与所述n个机载测控终端基于时分半双工方式和时分多址体制进行通信；

所述地面站以固定周期刷新遥控指令，并将所述遥控指令传输给所述无人机组实现遥控功能；所述无人机组的机载测控终端将遥测信息传输给地面站实现遥测功能。

在一个实施例中，所述遥控功能的通道传输链路为：

地面站以固定周期刷新遥控指令，然后通过数传电台将遥控指令发送给对应无人机的数传电台，对应无人机的机载测控终端接收所述遥控指令并转发给飞控计算机，实现遥控功能；

所述遥测功能的通道传输链路为：

机载测控终端以固定周期从飞控计算机接收遥测信息并刷新，然后通过无人机的数传电台将遥测信息发送到地面站的数传电台，并在地面站的遥测界面上进行显示，地面站以文件的形式记录并存储接收到的遥测信息。

在一个实施例中，所述时分半双工方式，所述机载测控终端包括两个状态，分别是接收遥控指令和回传遥测信息；所述地面站包括两个状态，分别是发送遥控指令和接收遥测信息，地面站发送遥控指令时，机载测控终端接收遥控指令，机载测控终端回传遥测信息时，地面站接收遥测信息。