本發(fā)明屬于航空通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多無人機(jī)實(shí)時態(tài)勢信息共享系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在傳統(tǒng)的執(zhí)行任務(wù)模式下，空中各獨(dú)立的對抗單元所具備的偵察探測能力都存在地域、范圍、手段、精度的局限，獨(dú)立偵察所獲取的情報(bào)已不能適應(yīng)新的復(fù)雜環(huán)境下的使用需求。通過組建無人機(jī)編隊(duì)的任務(wù)信息網(wǎng)絡(luò)，將他們所獲取的偵察情報(bào)加以綜合，以形成精度更高、范圍更廣、全局一致的態(tài)勢信息，提升無人機(jī)編隊(duì)的對抗能力。

傳統(tǒng)基于C/S(客戶/服務(wù)器)網(wǎng)絡(luò)的無人機(jī)編隊(duì)?wèi)B(tài)勢共享裝置，在測試驗(yàn)證和對抗使用中存在以下問題：

a)帶寬限制，要實(shí)現(xiàn)在編隊(duì)中所有無人機(jī)之間共享每個傳感器量測的目的，必須有一個系統(tǒng)工作的傳感器網(wǎng)絡(luò)的支持，每個單元間傳感器的協(xié)同對帶寬的要求很高。所以，當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)裝置的擴(kuò)展很大程度上受帶寬大小的限制；

b)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)共享存在一定的盲目性，各對抗單元的數(shù)據(jù)處理和傳輸沒有進(jìn)行具體的協(xié)調(diào)，致使各單元數(shù)據(jù)的處理和傳輸過程存在高度的耦合；

c)交換數(shù)據(jù)類型單一，導(dǎo)致了數(shù)據(jù)分發(fā)策略的單一性，使得網(wǎng)絡(luò)裝置無法根據(jù)各種具體的戰(zhàn)術(shù)目的和用戶需求協(xié)調(diào)地分發(fā)數(shù)據(jù)，并浪費(fèi)了大量資源。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的：為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種多無人機(jī)實(shí)時態(tài)勢信息共享系統(tǒng)，采用將無人機(jī)編隊(duì)進(jìn)行動態(tài)組網(wǎng)，進(jìn)行實(shí)時的態(tài)勢共享，完成遙控、遙測、跟蹤定位和偵察、多機(jī)協(xié)同、傳感器與裝備協(xié)同、態(tài)勢等多源信息獲取、融合與分發(fā)的技術(shù)方案，以實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)編隊(duì)任務(wù)載荷、裝備的遠(yuǎn)距離操縱控制。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種多無人機(jī)實(shí)時態(tài)勢信息共享系統(tǒng)，包括：能夠通過動態(tài)組網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈完成信息交換的多個信息共享裝置；

所述信息共享裝置由天線陣、天線接口單元、核心處理機(jī)和分布式訂閱及分發(fā)服務(wù)數(shù)據(jù)處理單元組成；

所述天線陣能夠接收和發(fā)射無線電信號，所述天線接口單元能夠?qū)⑺鎏炀€陣接收的信號進(jìn)行預(yù)處理和放大發(fā)射功率；

所述核心處理機(jī)能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)信號處理和數(shù)據(jù)處理；

所述分布式訂閱及分發(fā)服務(wù)數(shù)據(jù)處理單元能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行分級處理，對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行分發(fā)和對機(jī)載任務(wù)裝置數(shù)據(jù)進(jìn)行訂閱；且能夠完成任務(wù)控制系統(tǒng)內(nèi)基于發(fā)布和訂閱模式的底層接口控制文檔(ICD)的收發(fā)；

所述動態(tài)組網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈能夠建立無人機(jī)編隊(duì)間的基礎(chǔ)通信和數(shù)據(jù)信息資源分配。

優(yōu)選地，所述動態(tài)組網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈采用全向輔助定向組網(wǎng)技術(shù)，并嵌入安全認(rèn)證措施。

優(yōu)選地，所述動態(tài)組網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈采用異步跳頻、跳時通信技術(shù)，能夠一發(fā)多收。

優(yōu)選地，所述動態(tài)組網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈采用基于優(yōu)先權(quán)的多路接入機(jī)制。

優(yōu)選地，所述動態(tài)組網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈采用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭討B(tài)自適應(yīng)機(jī)制及基于分簇結(jié)構(gòu)的混合式路由方法。

優(yōu)選地，所述分布式訂閱及分發(fā)服務(wù)數(shù)據(jù)處理單元設(shè)置有數(shù)據(jù)寫入服務(wù)模塊和數(shù)據(jù)讀取服務(wù)模塊及發(fā)布數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。

優(yōu)選地，所述分布式訂閱及分發(fā)服務(wù)數(shù)據(jù)處理單元能夠?qū)鬏斝畔⑦M(jìn)行分級處理，并按照信息類別進(jìn)行優(yōu)先級分配，按照優(yōu)先級順序進(jìn)行信息的發(fā)布。

本發(fā)明的技術(shù)有益效果：

a)帶寬效率：按需提供數(shù)據(jù)，使用效率提高，節(jié)約帶寬；

b)實(shí)時性：將傳感器等資源的狀況和對資源的期待程度用持久性、最大時延和生命周期等Qos(服務(wù)質(zhì)量)參數(shù)描述，選擇最符合雙方Qos(服務(wù)質(zhì)量)要求的傳輸方式來分發(fā)數(shù)據(jù)，在增加通信靈活性的同時，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時性；

c)可靠性：無人機(jī)編隊(duì)內(nèi)存在多個傳感器，當(dāng)任一節(jié)點(diǎn)的設(shè)備出現(xiàn)故障時，可由其他節(jié)點(diǎn)設(shè)備提供目標(biāo)信息或火控解算能力，從而避免單節(jié)點(diǎn)失效，增加可靠性；

d)可擴(kuò)展性：打破傳統(tǒng)煙囪式的信息處理方式，根據(jù)實(shí)際需要，隨時添加新的主題，為無人機(jī)編隊(duì)系統(tǒng)提供常規(guī)服務(wù)范圍以外的服務(wù)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種多無人機(jī)實(shí)時態(tài)勢信息共享系統(tǒng)的一優(yōu)選實(shí)施例的組成示意圖；

圖2為本發(fā)明的分布式訂閱及分發(fā)服務(wù)數(shù)據(jù)處理單元一優(yōu)選實(shí)施例的發(fā)布和訂閱過程圖；

圖3為本發(fā)明的分布式訂閱及分發(fā)服務(wù)數(shù)據(jù)處理單元一優(yōu)選實(shí)施例的交互信息示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，請參閱圖1至圖3；

一種多無人機(jī)實(shí)時態(tài)勢信息共享系統(tǒng)，包括：能夠通過動態(tài)組網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈完成信息交換的多個信息共享裝置，每個無人機(jī)設(shè)置一個信息共享裝置；

信息共享裝置由天線陣、天線接口單元、核心處理機(jī)和分布式訂閱及分發(fā)服務(wù)數(shù)據(jù)處理單元組成，實(shí)現(xiàn)在動態(tài)網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈基礎(chǔ)設(shè)施上的一站式數(shù)據(jù)處理。

天線陣能夠接收和發(fā)射無線電信號，天線接口單元能夠?qū)⑻炀€陣接收的信號進(jìn)行預(yù)處理和放大發(fā)射功率；

核心處理機(jī)能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)信號處理和數(shù)據(jù)處理；

分布式訂閱及分發(fā)服務(wù)數(shù)據(jù)處理單元能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行分級處理，對SAR雷達(dá)傳感器數(shù)據(jù)及紅外傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行分發(fā)和對機(jī)載任務(wù)裝置數(shù)據(jù)進(jìn)行訂閱；且能夠完成任務(wù)控制系統(tǒng)內(nèi)基于發(fā)布和訂閱模式的底層接口控制文檔(ICD)的收發(fā)；

動態(tài)組網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈采用全向輔助定向組網(wǎng)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)快速波束對準(zhǔn)、時間同步、鄰居感知，并嵌入安全認(rèn)證措施，實(shí)現(xiàn)定向網(wǎng)絡(luò)動態(tài)建立與自愈重構(gòu)能力。

動態(tài)組網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈采用異步跳頻、跳時通信技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)一發(fā)多收，滿足多用戶低延遲傳輸需求。

動態(tài)組網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈采用基于優(yōu)先權(quán)的多路接入機(jī)制，通過在信道占用統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上的業(yè)務(wù)量自適應(yīng)控制，提供高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的可靠、低延遲傳輸保證，實(shí)現(xiàn)資源的分布式動態(tài)分配，保證網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。

動態(tài)組網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈采用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)動態(tài)自適應(yīng)控制，適應(yīng)有人機(jī)與無人機(jī)編隊(duì)成員快速、動態(tài)變化，并基于分簇結(jié)構(gòu)的混合式路由方法，實(shí)現(xiàn)降低控制開銷和快速尋路的綜合性能。

分布式訂閱及分發(fā)服務(wù)數(shù)據(jù)處理單元發(fā)布和訂閱過程如下：

分布式訂閱及分發(fā)服務(wù)數(shù)據(jù)處理單元設(shè)置有數(shù)據(jù)寫入服務(wù)模塊和數(shù)據(jù)讀取服務(wù)模塊及發(fā)布數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。

SAR雷達(dá)傳感器及紅外傳感器作為數(shù)據(jù)的發(fā)布方，當(dāng)SAR雷達(dá)傳感器及紅外傳感器有數(shù)據(jù)需要發(fā)布時，將通過數(shù)據(jù)寫入服務(wù)將寫入主題傳遞給發(fā)布者，發(fā)布者將提交待發(fā)布的主題及相應(yīng)的Qos約束提交給本節(jié)點(diǎn)的發(fā)布主題列表與訂閱主題列表，向所有主題匹配成功的訂閱節(jié)點(diǎn)發(fā)送主題，發(fā)布完成后發(fā)布進(jìn)程隨即結(jié)束。如果訂閱登記表中沒有相匹配的訂閱者記錄，并且發(fā)布的主題為持久性主題，發(fā)布進(jìn)程將把已發(fā)布主題寫入到發(fā)布數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中，一旦訂閱方所需的數(shù)據(jù)發(fā)生改變，導(dǎo)致發(fā)布數(shù)據(jù)緩沖區(qū)發(fā)生改變，發(fā)布緩沖區(qū)中的主題將再次被發(fā)布與相應(yīng)的訂閱主題進(jìn)行匹配。

火控設(shè)備作為數(shù)據(jù)的訂閱方啟用數(shù)據(jù)讀取服務(wù)，將寫入主題傳遞給訂閱者，訂閱者將訂閱的主題與相應(yīng)的Qos約束提交給發(fā)布主題列表與訂閱主題列表，獲取相應(yīng)的信息。

無人機(jī)編隊(duì)路由態(tài)勢信息共享裝置通過天線陣獲取飛行參數(shù)、態(tài)勢等信息，飛行參數(shù)和態(tài)勢來自各種模塊，其中包括：外設(shè)接口、通信鏈路接口、觸摸屏輸入模塊、飛機(jī)狀態(tài)及儀表顯示模塊、合成視景模塊、導(dǎo)航、任務(wù)規(guī)劃、數(shù)據(jù)源代碼處理模塊及任務(wù)操作模塊等。

獲取的各模塊信息在核心處理機(jī)完成信息處理，進(jìn)而輸入分布式訂閱及分發(fā)服務(wù)數(shù)據(jù)處理單元。與分布式訂閱及分發(fā)服務(wù)數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行交互的信息模塊有很多種，分布式訂閱及分發(fā)服務(wù)數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)對抗任務(wù)以及態(tài)勢進(jìn)行傳輸信息的分級處理，并對各個模塊間的交互信息進(jìn)行備份，按照信息類別進(jìn)行優(yōu)先級分配，按照優(yōu)先級順序進(jìn)行信息的發(fā)布。

本發(fā)明提出了一種多無人機(jī)實(shí)時態(tài)勢信息共享系統(tǒng)，將無人機(jī)編隊(duì)進(jìn)行動態(tài)組網(wǎng)，進(jìn)行實(shí)時的態(tài)勢共享，完成遙控、遙測、跟蹤定位和偵察、多機(jī)協(xié)同、傳感器與設(shè)備協(xié)同、態(tài)勢等多源信息獲取、融合與分發(fā),提高了帶寬使用效率，節(jié)約帶寬；增加通信靈活性的同時，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時性；從而避免單節(jié)點(diǎn)失效，增加可靠性；可根據(jù)實(shí)際需要，隨時添加新的主題，為無人機(jī)編隊(duì)系統(tǒng)提供常規(guī)服務(wù)范圍以外的服務(wù)。

最后需要指出的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制。盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。