多旋翼无线电监测空中机器人关键技术研究

发布时间：2017-06-30 23:10

  本文关键词：多旋翼无线电监测空中机器人关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,随着无线通信技术的蓬勃发展和多样化应用,各类无线电发射设备的数量急剧增加,对无线电监测工作提出了更高的要求,尤其是对空中无线电监测的需求不断增加。传统的依靠固定监测站、移动监测车等监测模式,在遇到建筑物遮挡或复杂地理环境时其测向定位精度会大幅度下降,在监测平台所处位置较低时甚至无法收到无线电干扰信号,其覆盖面积也无法适应现代通信业务的发展,因而解决如此复杂电磁环境下的无线电监测工作是当务之急。空中无线电监测是在传统地面监测的基础上发展起来一种技术手段,它作为地面监测的一种补充,可以对区域内所有的频段和所有方向的信号进行监测与测向,其响应速度快、测向精度高、覆盖面积大,在未来无线电监测工作中会发挥越来越重要的作用。本文在分析了空中无线电监测的研究现状、研究意义和存在问题之后,结合空中无线电监测的优势和多旋翼空中机器人简单、灵活的特点,设计了多旋翼空中无线电监测系统架构,提出一种多旋翼无线电监测空中机器人,并着重对其中一部分关键技术进行了介绍和研究:首先,介绍了多旋翼空中无线电监测机器人相关原理,包括系统结构、飞行控制和测向流程。其次,以调频广播信号、对讲机信号、航空对空广播信号为例,通过实验分析验证了多旋翼空中无线电监测机器人的最佳工作高度。再次,分析了现有的监测测向方法,在此基础上,提出了一种以参考通道对消信号幅度起伏的比幅测向改进方案,并从理论上证明了这种监测测向方案的优越性。通过实验验证了空中无线电监测可以获得更高的测向精度。最后,详细分析研究了三种适用于多旋翼空中无线电监测机器人的信号源定位方法,并根据测向定位原理设计了航迹规划方案。通过与地面定位结果相比较,验证了多旋翼空中无线电监测机器人具有更高的定位准确度和更广的覆盖面积。本文对多旋翼空中无线电监测机器人中的一些关键技术进行了探讨、举例,对多旋翼空中无线电监测机器人的开发和应用具有一定的指导意义
【关键词】：空中无线电监测 多旋翼空中机器人 无线电测向 无线电定位 监测实验
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN98;TP242
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 研究的背景与意义9-12
• 1.1.1 研究背景9-11
• 1.1.2 研究意义11-12
• 1.2 空中无线电监测现状12-14
• 1.3 本文的研究目标与主要内容14-16
• 2 系统介绍16-28
• 2.1 系统特点16
• 2.2 系统结构16-22
• 2.2.1 多旋翼空中机器人机体介绍18-19
• 2.2.2 飞行控制器及传感器介绍19-21
• 2.2.3 监测接收单元介绍21-22
• 2.2.4 中央处理单元介绍22
• 2.3 飞行控制22-26
• 2.4 测向过程26-27
• 2.5 本章小结27-28
• 3 空中监测工作高度研究28-33
• 3.1 广播、对讲信号工作高度研究28-30
• 3.2 航空对空广播信号工作高度研究30-32
• 3.3 本章小结32-33
• 4 监测测向技术研究33-44
• 4.1 测向方法分析33-37
• 4.1.1 幅度测向法33-35
• 4.1.2 相位测向法35-36
• 4.1.3 空间谱估计法36
• 4.1.4 测向方法比较36-37
• 4.2 旋转天线比幅法改进37-41
• 4.3 测向误差试验41-43
• 4.4 本章小结43-44
• 5 空中测向定位方法及其航迹规划研究44-60
• 5.1 飞越目标定位法44-45
• 5.1.1 定位原理44
• 5.1.2 航迹规划44-45
• 5.2 交叉定位法45-51
• 5.2.1 定位原理45-46
• 5.2.2 定位误差分析46-49
• 5.2.3 航迹规划49-51
• 5.3 电波传播反演定位法51-55
• 5.3.1 定位原理51-53
• 5.3.2 电波传播理论与模型53-55
• 5.3.3 航迹规划55
• 5.4 交叉定位试验55-59
• 5.4.1 中距离信号源测向定位试验55-57
• 5.4.2 近距离信号源测向定位57-59
• 5.5 本章小结59-60
• 6 总结与展望60-61
• 参考文献61-64
• 附录A 多旋翼空中无线电监测机器人监测测向试验方向图64-66
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果66-67
• 致谢67-68

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本文编号：503801