成果評(píng)價(jià)登記號(hào):ZZJX2019KP005
完成單位:中國(guó)民用航空華東地區(qū)空中交通管理局、上海民航華東空管工程技術(shù)有限公司、安徽佳訊皖之翼科技有限公司
成果簡(jiǎn)介:
成果針對(duì)基于無人機(jī)對(duì)復(fù)雜空域無線電信號(hào)偵測(cè)技術(shù)和系統(tǒng)進(jìn)行了研究,從硬件設(shè)計(jì)集成、信號(hào)捕獲算法、場(chǎng)景化平臺(tái)搭建、無人機(jī)長(zhǎng)航時(shí)置空等四個(gè)方向進(jìn)行了創(chuàng)新。
成果主要技術(shù)與性能指標(biāo)如下:
1、多功能輕量級(jí)高兼容電磁捕獲技術(shù)
輕量級(jí)、微尺寸、快拆裝、大覆蓋的機(jī)載接收系統(tǒng):體積從市場(chǎng)化240*160*160mm設(shè)備縮減為127*76*19 mm,體積減小33倍,重量減輕22倍。支持-20℃極端作業(yè)環(huán)境;系統(tǒng)檢測(cè)精度大于99.5%。
微尺寸接收模塊:工作頻段10 MHz~6 GHz(帶AM及FM解調(diào)),頻域上對(duì)空管通信、導(dǎo)航、監(jiān)視設(shè)備全覆蓋;功能上對(duì)通信、雷達(dá)、導(dǎo)航等多系統(tǒng)參數(shù)“一站式”解析。實(shí)現(xiàn)了空管通導(dǎo)設(shè)備外場(chǎng)電信號(hào)“一機(jī)化”兼容捕獲、導(dǎo)航設(shè)備飛行校驗(yàn)、雷達(dá)天線遠(yuǎn)場(chǎng)檢測(cè)等功能。
突破微波暗室對(duì)在用設(shè)備天線場(chǎng)型檢測(cè)的技術(shù)不足,檢測(cè)效率提升,維護(hù)成本降低約70%。
2、動(dòng)態(tài)顯示控制與偵測(cè)數(shù)據(jù)融匯技術(shù)
將機(jī)載接收系統(tǒng)、飛行控制單元、中央處理平臺(tái)互通融合,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)一體化、控制一體化、數(shù)據(jù)一體化。移動(dòng)終端上實(shí)現(xiàn)了零傳輸誤差、零程序轉(zhuǎn)換、零系統(tǒng)阻隔的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)呈現(xiàn),一鍵式數(shù)據(jù)處理,具有動(dòng)態(tài)化信號(hào)分析、多重時(shí)域下數(shù)據(jù)復(fù)現(xiàn)等功能。
具有多場(chǎng)景“套餐化”動(dòng)態(tài)偵測(cè)功能:
?。?)區(qū)域化定位能力:3 km內(nèi)調(diào)幅干擾的定位時(shí)間分別小于30 min(100~ 300 MHz)和20 min(300~1000 MHz),水平、垂直方向定位誤差均小于50 m;(2)復(fù)雜環(huán)境的電磁評(píng)估能力:針對(duì)復(fù)雜地形地貌、高壓線塔、電氣化鐵路、特殊障礙物或構(gòu)筑物的實(shí)時(shí)無線電信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析并給出定量評(píng)估。
3、非線性地空協(xié)同智能飛行控制技術(shù)
基于非線性自適應(yīng)控制技術(shù),通過非線性魯棒擴(kuò)展卡爾曼濾波算法的仿真,推導(dǎo)捷聯(lián)式慣導(dǎo)系統(tǒng)的誤差方程,建立方位和水平大失準(zhǔn)角情況下的非線性模型,有效抑制航空飛行器在不同飛行環(huán)境下的航向姿態(tài)基準(zhǔn)誤差,提高飛行精度。
支持飛行軌跡預(yù)設(shè)、擴(kuò)容差分GPS技術(shù),實(shí)現(xiàn)自主飛行、智能返航、斷點(diǎn)記憶、平滑駕感、一鍵起降功能。實(shí)現(xiàn)5 km范圍內(nèi)有效控制,巡航速度高達(dá)50 km/h,水平誤差小于1.5 m。
4、移動(dòng)式無人機(jī)拖曳智能系留站
基于可編程邏輯、多路均流并聯(lián)控制及濾波整流電路升降壓處理技術(shù),通過對(duì)不同場(chǎng)景下的電壓動(dòng)態(tài)補(bǔ)償,確保在長(zhǎng)續(xù)航飛行狀態(tài)下飛行器的穩(wěn)定性與可靠性。
采用地空數(shù)據(jù)鏈光纖通信技術(shù),實(shí)現(xiàn)5h以上長(zhǎng)續(xù)航置空,解決了多旋翼無人航時(shí)短板,航時(shí)提升800%,同時(shí)有效改善傳輸特性,誤碼率大幅下降。
推廣應(yīng)用前景:
我國(guó)民航快速發(fā)展,對(duì)空管在安全和效率上的要求日益提高??展茉O(shè)備保障部門需要面對(duì)更復(fù)雜多變的設(shè)備運(yùn)行問題。項(xiàng)目成果在以下三個(gè)方面可以協(xié)助空管設(shè)備保障部門更高效的完成對(duì)在用設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)工作。
1、導(dǎo)航設(shè)備的預(yù)校驗(yàn)
項(xiàng)目成果應(yīng)用在導(dǎo)航設(shè)備的預(yù)校驗(yàn),可以提高飛行校驗(yàn)效率,降低飛行校驗(yàn)成本。據(jù)測(cè)算,以大型國(guó)際機(jī)場(chǎng)為例,投產(chǎn)校驗(yàn)可節(jié)省開支100(萬(wàn)/單次),定期飛行校驗(yàn)50(萬(wàn)/年)。
2、監(jiān)視設(shè)備的外場(chǎng)性能測(cè)試
項(xiàng)目成果能夠?qū)υ谟迷O(shè)備的定向天線進(jìn)行輻射場(chǎng)型的檢測(cè),結(jié)合巡檢中對(duì)天線的參數(shù)測(cè)試,科學(xué)客觀的對(duì)天線性能進(jìn)行評(píng)估,制定合理的大修方案。利用該測(cè)試方案,單套雷達(dá)天饋系統(tǒng)檢測(cè)能節(jié)省70萬(wàn)元成本,并產(chǎn)生30萬(wàn)元收益,按全國(guó)范圍120套在用雷達(dá)計(jì)算,保守估計(jì)每年能產(chǎn)生600萬(wàn)以上的直接收益,并節(jié)省成本1700萬(wàn)。
3、電磁環(huán)境的檢測(cè)
項(xiàng)目成果能夠協(xié)助無委開展無線電干擾偵測(cè)和快速定位,為排查工作找到突破口,大大減輕干擾排查的工作負(fù)荷,降低工作成本,提高工作效率,保障設(shè)備安全,具有突出的社會(huì)效益。
項(xiàng)目成果還將在設(shè)備臺(tái)站選址、電磁環(huán)境評(píng)測(cè)等方面進(jìn)行應(yīng)用擴(kuò)展。潛在市場(chǎng)推廣應(yīng)用空間廣闊。