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天通一號(hào)數(shù)據(jù)通信在大中無人機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用分析與解決方案

發(fā)布日期:2019-11-10??來源:百家號(hào)??作者:天通一號(hào)我要投稿我要評(píng)論

大中型無人機(jī),飛行半徑可達(dá)幾百公里上千公里,僅依靠地面信號(hào)盲區(qū)很大,安裝衛(wèi)星通信系統(tǒng)就尤為重要了,不管飛多遠(yuǎn),都能接收到控制指令。天通一號(hào)衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng),是我國(guó)自主開發(fā)的通信衛(wèi)星,目前覆蓋整個(gè)中國(guó)大陸和周邊海洋區(qū)域,支持衛(wèi)星語(yǔ)音電話和短信、窄帶衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸、寬帶衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸三種功能,能夠?qū)崿F(xiàn)戶外場(chǎng)景的全天候全地域信號(hào)覆蓋。天通一號(hào)數(shù)據(jù)傳輸模組成本可低至萬元級(jí)別、重量小至1Kg以內(nèi),非常適合無人機(jī)。

背景:衛(wèi)星通信的必要性

小型無人機(jī),尤其是電動(dòng)多旋翼無人機(jī),飛行半徑最多幾十公里,靠地面站遙控就足夠了,無需安裝衛(wèi)星通信系統(tǒng)。

而大中型無人機(jī),飛行半徑可達(dá)幾百公里上千公里,僅依靠地面信號(hào)盲區(qū)很大,安裝衛(wèi)星通信系統(tǒng)就尤為重要了,不管飛多遠(yuǎn),都能接收到控制指令。

無人機(jī)衛(wèi)星通信解決方案,天通一號(hào)數(shù)據(jù)模

天通一號(hào)數(shù)據(jù)通信在大中無人機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用分析與解決方案

近年來,我國(guó)大中型無人機(jī)發(fā)展迅速,民用領(lǐng)域快遞運(yùn)輸無人機(jī)、植保無人機(jī)、科考無人機(jī)層出不窮。

如何選擇衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信模組?如何在無人機(jī)上安裝衛(wèi)星通信設(shè)備?衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信有什么優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)?請(qǐng)聽天通一號(hào)網(wǎng)主編一一道來。

天通一號(hào)無人機(jī)應(yīng)用:功能和優(yōu)勢(shì)

天通一號(hào)衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng),是我國(guó)自主開發(fā)的通信衛(wèi)星,目前覆蓋整個(gè)中國(guó)大陸和周邊海洋區(qū)域,支持衛(wèi)星語(yǔ)音電話和短信、窄帶衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸、寬帶衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸三種功能,能夠?qū)崿F(xiàn)戶外場(chǎng)景的全天候全地域信號(hào)覆蓋。

天通一號(hào)數(shù)據(jù)傳輸模組成本可低至萬元級(jí)別、重量小至1Kg以內(nèi),非常適合無人機(jī)搭載。

相對(duì)于其他無人機(jī)通信手段,天通一號(hào)衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信有諸多優(yōu)勢(shì):

天通一號(hào)數(shù)據(jù)通信在大中無人機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用分析與解決方案

無人機(jī)地面站遙控:

百瓦級(jí)別的遙控站最多做到100KM的距離,且地面遙控受地球曲率影響,低空存在盲區(qū),受環(huán)境干擾也比較大。而衛(wèi)星通信不存在距離影響,也不需要那么大功率的遙控設(shè)施。

北斗短報(bào)文通信:

雖然北斗終端價(jià)格低廉,但北斗短報(bào)文實(shí)時(shí)性太低(分鐘級(jí)),數(shù)據(jù)量太?。?0字節(jié))。做救援還可以,不適合做無人機(jī)遙控,更不可能做視頻。

高通量衛(wèi)星:

傳統(tǒng)ka和ku波段數(shù)據(jù)通信衛(wèi)星,體積一般都很龐大,至少要幾十公斤到上百公斤的重量,也遠(yuǎn)比天通一號(hào)衛(wèi)星終端貴的多(幾十萬到幾百萬級(jí)),適合高端大型軍用無人機(jī),難以在民用中型無人機(jī)上普及開。

天通一號(hào)數(shù)據(jù)通信在大中無人機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用分析與解決方案

但天通一號(hào)網(wǎng)主編認(rèn)為,把天通一號(hào)用在無人機(jī)上,也有一些劣勢(shì):

數(shù)據(jù)速率和網(wǎng)絡(luò)延時(shí):

天通一號(hào)窄帶數(shù)據(jù)9.6kbps僅滿足控制指令的傳輸、寬帶數(shù)據(jù)384kpbs僅滿足標(biāo)清視頻的傳輸,通信速度是比不上寬帶通信衛(wèi)星的。且因?yàn)樾l(wèi)星距離和處理能力,數(shù)據(jù)鏈路延遲有500mS以上,對(duì)于無人機(jī)的遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)控制是有一定影響的。

可靠性設(shè)計(jì)需要加強(qiáng):

現(xiàn)有的民用版天通一號(hào)衛(wèi)星數(shù)據(jù)終端,主要是便攜和車船載為主,如果應(yīng)用于高空無人機(jī),需要針對(duì)性的加強(qiáng)終端防護(hù)能力,以適應(yīng)高海拔超低溫的環(huán)境要求。

天通一號(hào)無人機(jī)通信解決方案

結(jié)合上述優(yōu)缺點(diǎn),天通一號(hào)網(wǎng)的專家們給出了一些“無人機(jī) 天通一號(hào)”的解決思路:

天通一號(hào)數(shù)據(jù)通信在大中無人機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用分析與解決方案

地面站 衛(wèi)星通信結(jié)合:

近距離操作,尤其是無人機(jī)起飛和降落的時(shí)候,應(yīng)當(dāng)以地面站的控制為主,實(shí)時(shí)性高、鏈路穩(wěn)定性高、視頻能力更強(qiáng)。而無人機(jī)巡航途中,遠(yuǎn)離了地面站的范圍,就啟用衛(wèi)星數(shù)據(jù),確保時(shí)刻都能監(jiān)控到無人機(jī)的狀態(tài),以及下發(fā)一些控制指令。

低成本窄帶方案,用于應(yīng)急和控制:

9.6kbps的天通一號(hào)窄帶數(shù)據(jù),雖然聽起來很慢,但足以支持無人機(jī)狀態(tài)回傳和控制指令下發(fā)了。窄帶通信勝在性價(jià)比極高:窄帶通信模組的價(jià)格比寬帶模組便宜了80%以上,天線也無需使用動(dòng)中通,普通高增益全向天線足以實(shí)現(xiàn)窄帶通信,窄帶天線比寬帶天線便宜了95%!

窄帶方案很適合快遞物流運(yùn)輸無人機(jī),只需要知道無人機(jī)在哪里,無需看到無人機(jī)視頻畫面。

寬帶衛(wèi)星視頻方案,用于遠(yuǎn)距離圖傳:

對(duì)于要求實(shí)時(shí)遠(yuǎn)距離圖像傳輸?shù)臒o人機(jī),就需要用384kbps的天通一號(hào)寬帶數(shù)據(jù)了。全套需要幾十萬級(jí)別,重量可以做到5Kg以下。適合考慮到天通一號(hào)流量費(fèi)用較貴,推薦使用地面站和衛(wèi)星數(shù)據(jù)結(jié)合的方式,盡量少使用衛(wèi)星數(shù)據(jù),以節(jié)約流量費(fèi)用。

寬帶方案適合科考無人機(jī)、森林消防無人機(jī)、農(nóng)業(yè)無人機(jī)等,需要回傳圖片或視頻的機(jī)型。

相控陣動(dòng)中通天線,減輕總體重量:

天通一號(hào)寬帶數(shù)據(jù),全向天線沒有那么高的功率,必須要使用動(dòng)中通天線,波束時(shí)刻指向衛(wèi)星的方向。傳統(tǒng)車載和船載主要使用機(jī)械式動(dòng)中通天線,但用在機(jī)載就顯得太重太大了,十幾公斤的重量放在無人機(jī)上很吃力。

天通一號(hào)網(wǎng)推薦無人機(jī)使用相控陣動(dòng)中通天線,薄薄一組天線,相控調(diào)整波束,無需機(jī)械結(jié)構(gòu),重量?jī)H1-2Kg,能夠盡可能的減小無人機(jī)的負(fù)擔(dān)。

天通一號(hào)數(shù)據(jù)通信在大中無人機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用分析與解決方案

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