無人機(jī)綜合知識(shí)簡介

無人機(jī)綜合知識(shí)簡介1、無人機(jī)(UAV)的概念無人機(jī)（UnmannedAerialVehicle）就是利用無線遙控或程序控制來執(zhí)行特定航空任務(wù)的飛行器，指不搭載操作人員的一種動(dòng)力空中飛行器，采用空氣動(dòng)力為飛行器提供所需的升力，能夠自動(dòng)飛行或遠(yuǎn)程引導(dǎo)；既能一次性使用也能進(jìn)行回收；能夠攜帶致命性和非致命性有效負(fù)載。2、無人機(jī)系統(tǒng)的一般組成無人機(jī)系統(tǒng)包括地面系統(tǒng)、飛機(jī)系統(tǒng)、任務(wù)載荷和無人機(jī)使用保障人員。如下圖：3、無人機(jī)的一般分類按用途分：無人偵察機(jī)、電子戰(zhàn)無人機(jī)、靶機(jī)、反輻射無人機(jī)、對地攻擊無人機(jī)、通信中繼無人機(jī)、火炮較射無人機(jī)、特種無人機(jī)、誘餌無人機(jī)。按飛行方式分：固定翼無人機(jī)、旋翼無人機(jī)、撲翼無人機(jī)、飛艇。4、無人機(jī)的飛行控制無人機(jī)上沒有駕駛員，所以無人機(jī)和飛行靠“遙控”或“自控飛行”。（1）遙控飛行遙控即對被控對象繼續(xù)遠(yuǎn)距離控制，主要無線電遙控。遙控信號(hào)：遙控站通過發(fā)射機(jī)向無人機(jī)發(fā)送無線電波，傳遞指令，無人機(jī)上的接收機(jī)接收并譯出指令的內(nèi)容，通過自動(dòng)駕駛儀按指令操縱舵面，或通過其他接口操縱機(jī)上的任務(wù)載荷。遙控站設(shè)有搜索和跟蹤雷達(dá)，他們測量無人機(jī)在任意時(shí)刻相對地面的方位角、俯仰角、距離和高度等參數(shù)，并把這些參數(shù)輸入到計(jì)算機(jī)，計(jì)算后就能繪出無人機(jī)的實(shí)際航跡，與預(yù)定航線比較，就能求出偏差，然后發(fā)送指令進(jìn)行修正。此外，無人機(jī)還裝備有無線電應(yīng)答器，也叫信標(biāo)機(jī)。它能在收到雷達(dá)的詢問信號(hào)后，發(fā)回一個(gè)信號(hào)給雷達(dá)。由于信標(biāo)機(jī)發(fā)射的信號(hào)比無人機(jī)發(fā)射的雷達(dá)信號(hào)要強(qiáng)得多，起到增加跟蹤雷達(dá)的探測距離。下傳信號(hào)：遙控指令只包含航跡修正信號(hào)是顯然不夠的，在飛行中無人機(jī)會(huì)受到各種因素的影響，無人機(jī)的飛行姿態(tài)也在不斷變化，所以指令還需要包括對飛行姿態(tài)的修正內(nèi)容。無人機(jī)上的傳感器一直在收集自身的姿態(tài)信息，這些信息通過下傳信號(hào)送到遙測終端，遙測終端分析這些信息后就能給出飛行姿態(tài)的遙控修正指令。遙控飛行的利弊：利：有利于簡化無人機(jī)的設(shè)計(jì)，降低制造成本，提高戰(zhàn)術(shù)使用的靈活性。弊：受無線電作用距離的限制，限制通訊距離通常只可達(dá)到320KM~480KM；容易受到電子干擾。自控飛行：自控飛行不依賴地面控制，一切動(dòng)作都自動(dòng)完成的飛行。為此，機(jī)上需要有一套裝置來保證飛行航向和飛行姿態(tài)的正確，這套裝置就是導(dǎo)航裝置。通常的導(dǎo)航裝置有：1.慣性導(dǎo)航在機(jī)載設(shè)備上，它一般簡稱慣導(dǎo)。慣性導(dǎo)航是以牛頓力學(xué)為基礎(chǔ)，依靠安裝在載體內(nèi)部的加速度計(jì)測量載體在三個(gè)軸向的加速度，經(jīng)積分運(yùn)算后得到載體的瞬時(shí)速度和位置，以及測量載體的姿態(tài)的一種導(dǎo)航方式。慣性導(dǎo)航完全依賴機(jī)載設(shè)備自主完成導(dǎo)航任務(wù)，工作時(shí)不依賴外界信息，也不向外界輻射能量，不易受到干擾，不受氣象條件限制。慣導(dǎo)系統(tǒng)是一種航位推算系統(tǒng)。只要給出載體的初始位置及速度，系統(tǒng)就可以實(shí)時(shí)地推算出載體的位置速度及姿態(tài)信息，自主地進(jìn)行導(dǎo)航。純慣導(dǎo)系統(tǒng)會(huì)隨著飛行航時(shí)的增加，因積分積累而產(chǎn)生較大的誤差，導(dǎo)致定位精度隨時(shí)間增長而呈發(fā)散趨勢，所以慣導(dǎo)一般與其他導(dǎo)航系統(tǒng)一起工作來提高定位精度。2.衛(wèi)星導(dǎo)航全球定位系統(tǒng)（GPS）由美國建立的一套定位系統(tǒng)，可以提供全球任意一點(diǎn)的三維空間位置、速度和時(shí)間，具有全球性、全天候、連續(xù)的精密導(dǎo)航系統(tǒng)。全球衛(wèi)星導(dǎo)航分為三部分，包括空間衛(wèi)星部分、地面監(jiān)控、衛(wèi)星接收機(jī)部分。在飛機(jī)上安裝衛(wèi)星接收機(jī)就能得到自身的位置信息和精確到納秒級(jí)的時(shí)間信息?，F(xiàn)在全球在使用的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)還有：俄羅斯的glonass,歐洲的伽利略系統(tǒng)，還有中國正在建立的北斗系統(tǒng)。3.多普勒導(dǎo)航多普勒導(dǎo)航是飛行器常用的一種自主導(dǎo)航系統(tǒng)，它的工作原理是多普勒效應(yīng)。多普勒導(dǎo)航系統(tǒng)由磁羅盤或陀螺儀、多普勒雷達(dá)和導(dǎo)航計(jì)算機(jī)組成。磁羅盤或陀螺儀類似指北針，用于測出無人機(jī)的航向角，多普勒雷達(dá)不停沿著某個(gè)方向向地面發(fā)射電磁波，測出無人機(jī)相對地面的飛行速度以及偏流角。根據(jù)多普勒雷達(dá)提供的地速和偏流角數(shù)據(jù)，以及磁羅盤或陀螺儀提供的航向數(shù)據(jù)，導(dǎo)航計(jì)算機(jī)就可以不停地計(jì)算出無人機(jī)飛過的路線。多普勒導(dǎo)航系統(tǒng)能用于各種氣象條件和地形條件，但由于測量的積累誤差，系統(tǒng)會(huì)隨著飛行的距離增加而使誤差加大，所以一般用于組合導(dǎo)航中。4.組合導(dǎo)航組合導(dǎo)航是指組合使用兩種或兩種以上的導(dǎo)航系統(tǒng)，達(dá)到取長補(bǔ)短，提高導(dǎo)航性能。目前飛行器上實(shí)際使用的導(dǎo)航系統(tǒng)各基本上都是組合導(dǎo)航系統(tǒng)，如GPS/慣性導(dǎo)航、多普勒/慣性導(dǎo)航等，其中應(yīng)用最廣的是GPS/慣性導(dǎo)航組合導(dǎo)航系統(tǒng)。5.地形輔助導(dǎo)航地形輔助導(dǎo)航是指飛行器在飛行過程中，利用預(yù)先存儲(chǔ)的飛行路線中某些地區(qū)的特征數(shù)5.飛行自動(dòng)控制系統(tǒng)飛行自動(dòng)控制系統(tǒng)包括控制指令自動(dòng)形成裝置和傳輸操縱裝置。指令自動(dòng)形成裝置包括自動(dòng)駕駛儀和相關(guān)的傳感器、導(dǎo)航設(shè)備；傳輸操縱裝置包括從控制指令輸出點(diǎn)到水平尾翼、副翼、方向舵等操縱面，用來傳遞操縱指令，改變飛行狀態(tài)的所有裝置