
无人机与有人机的一个重要区别就是,无人机与地面站应时刻保持信息交互,地面站应具有对无人机实时监控和实时控制的能力。
无人机信息传输系统承担对无人机的遥控、遥测以及图像信息的实时监控、记录和分发的任务,其工作状态、可靠性、稳定性直接影响到无人机任务的完成情况。

无人机信息传输系统包括:机载信息传输系统;地面测控系统。

1、机载信息传输系统
无人机系统数据链的机载部分包括:
①机载数据终端
机载数据终端包括遥控接收机、发射机以及用于连接接收机和发射机到系统其余部分的调制解调器。
②天线
天线通常采用全向天线,有时也要求采用具有增益的有向天线。
机载信息传输系统的任务主要分为对上行信息的处理和对下行信息的处理:
①机载上行信息处理:机载遥控天线接收地面遥控信息后,收发前端进行放大和解调,经机载编解码电路把数据送入机载飞控计算机,可执行地面对微型飞行器的飞行控制指令。
②机载下行信息处理:下行信息包括两部分,一部分是无人机飞行信息,包括飞行器姿态,位置,飞行速度等;另一部分是任务信息(如侦察视频图像)。
为了保证实时视频传输,必须进行图像数字压缩处理。遥测数据和视频数据经过复接、编码后形成遥测帧数据流,进行调制,最后经放大、由机载全向天线发射。
无人机一般对机载设备具有严格的重量与体积限制,要实现高集成的机载信息传输功能,在设计中必须采取以下措施:
▼ 采用全数字一体化终端处理技术,如全数字化的解扩、解调技术,由单板印制板完成,提高了集成化及可靠性;
▼ 模块各部分的电磁兼容设计;
▼ 对天线的合理分配、布局,以提高传输距离;
▼ 简化的接口设计,增加各接口检测功能等。
2、地面测控系统
地面测控系统一方面要执行上行和下行信息传输任务,另一方面也是人机之间的信息交互设备。通过地面人机交互来控制飞行器,正是无人机不同于有人驾驶飞行器的特点。

地面测控站的功能:
①对遥控指令的实时发送、处理并在地面终端上显示;
②对无人机飞行状态遥测数据的实时接收;
③对任务视频图像下传数据的实时处理、显示与记录;
④在地图背景下实时绘制无人机航迹;
⑤对人员调控指令临时上传;
⑥对遥控、遥测数据实时存储;
系统组成:
根据地面测控系统的任务功能要求,其系统应至少具有以下三部分组成:
①信息接收部分,承担接收无人机的信息(包括状态、航迹)进行解码编译;
②控制部分,提供操作平台(如键盘、手柄等),便于地面人员实时控制飞行器的飞行和执行任务;
③显示部分,负责实时显示飞行状态和相关参数,绘制微型飞行器的航迹,对无人机传回的视频图像信号进行实时显示并存储备用。
地面测控系统的设计要求:
地面测控系统必须具有良好的人机界面和方便灵活的操作方式。
测控系统显示界面至少需要包括两部分内容:

一部分是图形图像显示内容,包括具有背景地图的航迹显示,飞行器姿态的模拟显示,对地面摄像的视频显示等;
另一部分是飞行器飞行状态参数,如飞行器姿态、飞行高度、飞行速度、航向、位置以及参数的更新等;还有飞行器下传的传感器参数,如陀螺、加速度计、磁力计、卫星接收机信息等,此外包括能源、发动机、任务设备的检测信息等。
能方便灵活地实现无人机的指令遥控主要由地面测控装置的硬件按键或手柄来实现的,包括遥控飞行指令:如起飞、上升、平飞、盘旋、下降、着陆、返航、加速、减速等,飞行器起飞前自检:电源、舵机、任务设备、传动机构、功能切换等。
对于微小型无人机,考虑到便携性、经济性等方面的要求,可以以便携式计算机、地面收发信息模块以及遥控操作器组成设计地面测控站,如下图所示。
