无人机搭载的搜寻及数据回收系统设计

摘要

为了更好的研究武器对目标的毁伤效果，需要对毁伤参数进行测试，端载记录仪作为测试过程中采集各种性能参数的终端，它的回收对分析研究并提高装置和系统性能具有至关重要的作用。海上毁伤试验时，端载记录仪安装在毁伤目标上，试验结束后，端载记录仪会散落在海中，通过自身的浮标装置使其浮于海面，但受到安全、自然条件等因素的约束，不能直接靠近打捞。针对这种落地范围广，地形、自然环境复杂，不利于人员靠近但又需要回收端载记录仪的情况，本文提出了无人机搭载的搜寻及数据回收系统。
　　无人机搭载的搜寻及数据回收系统利用无人机的飞行模式、自身的定位系统，再结合简单的定位方法，对端载记录仪先进行区域式搜寻，当目标位于无线数据传输范围内时降低无人机高度，设置悬停航点，然后开始和端载记录仪建立无线传输通道进行数据回收。本论文分为三大部分，一是无人机对端载记录仪的搜寻定位，二是无线数据传输系统设计，三是端载记录仪的设计，其中集合了无人机导航技术、Zigbee的数据传输技术、定位、存储测试技术等技术，并对无线通信技术、影响无线传输的因素、无线传输的工作流程以及无线通信的鲁棒性进行了重点分析设计，达到了数据良好通信、稳定传输的目的。该系统为端载记录仪的回收，分析存储数据以改进设计方案或做其它方面的科学研究，提供了有效的方法。最后对无线数据传输系统的传输距离、时间、稳定性做了测试和验证，本系统对研究搜寻定位技术和无线数据传输技术的可靠性、功耗、应用范围等方面具有一定的参考意义。

目录

声明

摘要

1．1研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 无人机研究及发展现状

1．2．2 无线通信技术发展现状

1．2．3 搜寻技术的研究及发展现状

1．3 文章的主要研究内容及安排

2 搜寻及数据回收系统的方案设计

2．1 无人机定位原理及主要技术

2．1．1 几种目标定位原理

2．1．2 无人机自身高精度导航系统

2．2 系统总体结构及功能

2．2．1 系统组成

2．2．2 系统的工作流程

2．2．3 系统各模块功能

2．3 本章小结

3 搜寻模式和无线数据传输设计

3．1 无人机飞行搜寻模式分析及设置

3．1．1 无人机控制模式

3．1．2 RSSI定位算法

3．1．3 无人机GPS巡航搜寻定位模式设计

3．2 主要的几种无线数据传输技术

3．2．1 ZigBee技术

3．2．2 蓝牙(bluetooth)技术

3．2．3 无线宽带(wifi)技术

3．2．4 GPRS技术

3．2．5 GPS导航与数传电台技术

3．3 通信环境分析

3．3．1 海上通信影响因素分析

3．3．2 Rice／Rayleigh信道模型

3．4 系统无线通信设计

3．4．1 通道模式选择

3．4．2 数传电台通信模式设计

3．4．3 串行数据模式设计

3．4．4 ZigBee无线数据传输模式设计

3．4．5 提高无线数据传输系统传输可靠性的措施

3．5 本章小结

4．1．1 端载记录仪结构设计

4．1．2 端载记录仪状态设计

4．1．3 端载记录仪电路设计

4．2 Zigbee无线数据传输模块设计

4．2．1 天线基础理论与选取

4．2．2 SZ05-ADV模块控制电路设计

4．3 数传电台选型及主要参数设置

4．4 本章小结

5 系统性能测试及分析

5．1 搜寻定位测试

5．1．1 无人机定位试验

5．1．2 无人机定位参数分析

5．2 无线数据传输性能测试

5．2．2 连续无线传输时间测试

5．2．3 无线数据传输稳定性测试

5．3 本章小结

6．1 全文工作总结

6．2 创新与不足

6．3 工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文及所取得的研究成果

致谢