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《华南理工大学》 2011年
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小型无人机通信系统的研究与构建

孙雨  
【摘要】:具有自主飞行能力的小型无人机,可用于执行航拍、勘测、自主侦察等任务,具有广泛的军事、民用和科学研究价值,这也使其成为世界各国科研机构的研究热点。在整个无人机自主系统中,通信子系统是飞行控制系统的重要组成部分,担负着无人机飞行状态信息和任务载荷数据的传送的任务,实现了地面站对小型无人机实时监控,所以针对无人机通信系统的专项研究有其重要意义,由于某些远距离任务受限于通信硬件传输距离,如何提高无人机的通信距离也成为一个重要课题。本课题针对以上现状确立的研究目标是构建一套通用性安全性较强的小型无人机通信系统,要求其实现接口通用、轻便、可扩展、满足多机通信实现、中继远距离覆盖等需求。 首先针对无人机的无线通信硬件原理进行深入分析,对无人机数据链无线信道、调制方式、无线传输模型、无线覆盖距离等做了深入探讨,给出了一般无人机通信硬件的性能指标,并最终给出本课题在飞控数据链和任务数据链硬件选型。 接下来设计并实现了小型无人机通信协议,对飞控数据协议的内容详细介绍,并给出多机通信协议,协议实现了在信息及节点方面的可扩展性。根据协议完成了各节点在不同开发环境下数据报文打包、解析的通用软件开发。针对通用的串口和网口实现了数据报文在各节点的收发处理,设计并实现了地面监控站软件。 最后为验证多机通信的有效性,对多中继机位置规划算法进行比较分析和仿真。为保证多机在空中的安全稳定飞行,本文还提出了多中继机规划防撞解决策略。仿真结果显示,此算法能有效使得多机相互之间保持在一定的距离,确保任务机与地面站之间的稳定通信。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:V243.1

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 雷立动;小型无人直升机数据链路系统设计与仿真平台研究[D];华南理工大学;2012年
2 徐晓鹏;基于DSP的无人机飞控系统的设计[D];南昌航空大学;2012年
3 余宝意;小型无人直升机数据链技术的应用研究[D];华南理工大学;2013年
4 张基晗;基于TTNT的无人机机载通信系统仿真研究[D];电子科技大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 罗卫兵;无人机多链路中继的非对称数据链研究[D];西北工业大学;2002年
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1 李芸;面向小型无人机的空地数据链系统研究[D];西北工业大学;2005年
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【共引文献】
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9 周杰,吕良飞,栾宝宽,董茂林;一种数字式频率合成环路的设计与应用[J];电子工程师;2002年07期
10 周杰 ,吕良飞 ,栾宝宽 ,董茂林;射频功放保护控制电路的设计与应用[J];电子工程师;2002年08期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 邵建龙;刘政;吕英英;卢诚;罗景文;;基于VRML的无人直升机超视距控制三维显示系统的研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 托列别克·赛买提;山拜·达拉拜;毛莉萍;张国珍;尤努斯·艾沙;;复杂信号系统中干扰的来源、模型及检测[A];2005年海峡两岸三地无线科技学术会论文集[C];2005年
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
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2 苗长云;有限用户多信道共用系统理论分析及应用研究[D];天津大学;2005年
3 王文政;战术数据链时隙分配协议及其仿真研究[D];国防科学技术大学;2010年
4 万剑;基于GPRS的远程状态监测技术研究[D];天津大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 彭华厦;基于FPGA的数字光端机的研制[D];中南林业科技大学;2007年
2 杨红;自适应滤波算法的改进及其在短波信号处理中的应用[D];东华大学;2011年
3 王岩;基于WAPI安全协议下无线局域网证书管理系统的研究与实现[D];北京邮电大学;2011年
4 杨汀依;复杂网络关键节点识别技术研究[D];南京理工大学;2011年
5 申文斌;高精度卡尔曼滤波研究及其在导航系统中的实现[D];华南理工大学;2011年
6 林山;战术数据链MAC协议研究与仿真[D];电子科技大学;2011年
7 李磊;小型无人机航迹规划及数据链的设计[D];山东大学;2011年
8 周鹏;机场导航设备监控系统设计[D];中国海洋大学;2011年
9 杨俊;Macrocell/Femtocell分层网络中的资源分配研究[D];西南交通大学;2011年
10 王国栋;基于锁相环的无人机远程遥控技术研究[D];天津大学;2012年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 王俊彩;王福平;侯瑞峰;王成;;基于BMP085的一种便携式海拔高度测量系统设计[J];传感器与微系统;2011年12期
3 吕书强;晏磊;张兵;杨绍文;焦健;赵红颖;秦其明;曾琪明;;无人机遥感系统的集成与飞行试验研究[J];测绘科学;2007年01期
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9 殷庆纵;负载均衡控制器UC3907[J];电子技术;1999年03期
10 肖楠;梁俊;赵尚弘;仝海波;;基于TDMA的无人机多址协议分析与仿真[J];电子技术应用;2011年12期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐永旺;无人机自动驾驶仪设计及控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 姚宇;数据链数据传输系统的设计[D];西安电子科技大学;2011年
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4 吴友谦;无人机最优自主起降轨迹规划设计与实现[D];华南理工大学;2011年
5 曲晓雷;基于ARM-Linux的空中机器人嵌入式飞控系统实现研究[D];南京航空航天大学;2010年
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10 张立珍;无人机自主飞行控制系统的设计[D];南京航空航天大学;2011年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 刘辉邦;面向偏振光传感器的无人机导航平台开发[D];大连理工大学;2013年
2 孙豫川;小型无人直升机飞控系统设计与实现[D];华南理工大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 张辉;应用于无人机任务控制试验的数据链仿真[D];国防科学技术大学;2005年
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1 季斌南;;别样风景:无人机起飞与回收[J];兵器知识;2000年06期
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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2 吴蔚;FAA公布小型无人机空域飞行取证基本规定[N];中国航空报;2008年
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9 崔玺康;对抗无人机所面临的新挑战[N];中国航空报;2007年
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 张胜祥;基于滚动时域MILP的小型无人机航迹规划[D];华南理工大学;2009年
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