无人机群抗干扰数据共享传输方法和系统与流程

本发明涉及无人机通信，具体涉及一种无人机群抗干扰数据共享传输方法和系统。

背景技术：

1、相比于单机模式，无人机群的成员相互协作能大大提升作业效率，尤其在协同监测、三维建模等方面提高效率较为明显。但是，无人机群的相互协作，需要大量的数据共享，其信息传输问题亟待解决。

2、传统地，用于倾斜摄影三维建模的数据共享主要通过线下拷贝的方法进行，这种方法不能进行线上的建模，时效性差。而要实现线上建模，首要需要解决的就是各个无人机成员之间的无线数据传输问题。

3、在当前电磁环境日益复杂的条件下，如何躲避无人机群协同监测和摄影的作业区域附近的电磁辐射干扰，以及如何避免作业无人机的数据传输干扰周围的正常通信用户，是无人集群必须解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明实施例要解决的技术问题是：在复杂的电磁环境中，作业无人机容易受到附近电磁辐射干扰，以及作业无人机干扰周围正常通信用户。

2、有鉴于此，本发明提供一种无人机群抗干扰数据共享传输方法。

3、本发明还提供一种无人机群抗干扰数据共享传输系统。

4、本发明还提供一种电子设备。

5、本发明又提供一种可读存储介质。

6、根据本发明第一方面实施例的无人机群抗干扰数据共享传输方法，包括以下步骤：

7、s1、获取无人机群作业所用频段的无线电信号参数，以及辐射源相关参数；

8、s2、导入无人机作业地域三维地图并进行网格划分，标定所述辐射源地理位置，计算所述辐射源到每个网格的信号传播衰落；

9、s3、基于第一原则，选取信号传播衰落值小于阈值的网格设定为无人机作业点mk＝(xk,yk,zk)，所述无人机作业点的集合为m＝{m1,m2,...,mk}，其中，xk,yk,zk为第k个作业点的空间三维坐标；

10、s4、当满足第二原则且所述作业地域辐射源或正常通信用户未发生变化时，基于所述第二原则，设定各无人机之间的通信参数；否则返回步骤s3。

11、根据本发明实施例的无人机群抗干扰数据共享传输方法，还具有以下技术特征，在步骤s2中，辐射源到每个网格的信号传播衰落计算公式为：

12、

13、其中，l0＝69.55+26.16lgf-13.82lght-a(hr)+(44.9-6.55lght)lgd；d为无人机所在网格位置与临近基站所在位置之间的距离，单位为km，f为辐射源的无线电中心频率，单位mhz，ht,hr分别为辐射源天线高度和无人机所在高度，单位为km，a(hr)为接收信号天线高度修正因子；

14、具体地，

15、

16、进一步地，在步骤s3中，所述第一原则包括：

17、所述无人机作业点距离所述作业区域的中心与所述无人机处理数据的复杂程度负相关；

18、发送数据的无人机远离正常通信用户设施；

19、接收数据的无人机远离同频率的辐射源设施。

20、进一步地，在步骤s4中，所述第二原则包括：

21、设定所述无人机与设定区域内的所述辐射源和所述正常通信用户发射信号的频段不重合，或在频率重合时设定无人机发射的信号到达正常通信用户时的强度低于环境噪声；否则，设定无人机在正常通信用户的通信时隙进行数据传输；

22、基于设定的信噪比范围，设定无人机的传输功率；

23、若多个无人机向某一无人机传输数据，则进行时隙分配。

24、根据本发明第二方面实施例的无人机群抗干扰数据共享传输系统，包括：

25、感知模块，所述感知模块用于获取无人机群作业所用频段的无线电信号参数，以及辐射源相关参数；

26、第一分析模块，所述第一分析模块用于导入无人机作业地域三维地图并进行网格划分，标定所述辐射源地理位置，计算所述辐射源到每个网格的信号传播衰落；

27、第二分析模块，所述第二分析模块用于基于第一原则，选取信号传播衰落值小于阈值的网格设定为无人机作业点mk＝(xk,yk,zk)，所述无人机作业点的集合为m＝{m1,m2,...,mk}，其中，xk,yk,zk为第k个作业点的空间三维坐标；

28、调整优化模块，在满足第二原则且所述作业地域辐射源或正常通信用户未发生变化时，调整优化模块基于所述第二原则，设定各无人机之间的通信参数；否则返回第二分析模块继续分析。

29、进一步地，辐射源到每个网格的信号传播衰落计算公式为：

30、

31、其中，l0＝69.55+26.16lgf-13.82lght-a(hr)+(44.9-6.55lght)lgd；d为无人机所在网格位置与临近基站所在位置之间的距离，单位为km，f为辐射源的无线电中心频率,单位mhz，ht,hr分别为辐射源天线高度和无人机所在高度km，a(hr)为接收信号天线高度修正因子；

32、具体地：

33、

34、进一步地，所述第一原则包括：

35、所述无人机作业点距离所述作业区域的中心与所述无人机处理数据的复杂程度负相关；

36、发送数据的无人机远离正常通信用户设施；

37、接收数据的无人机远离同频率的辐射源设施。

38、进一步地，所述第二原则包括：

39、设定所述无人机与设定区域内的所述辐射源和所述正常通信用户发射信号的频段不重合，或在频率重合时设定所述无人机发射的信号到达所述正常通信用户时的强度低于环境噪声；否则，设定所述无人机在所述正常通信用户的通信时隙进行数据传输；

40、基于设定的信噪比范围，设定无人机的传输功率；

41、若多个无人机向某一无人机传输数据，则进行时隙分配。

42、根据本发明第三方面实施例的电子设备，包括：处理器、通信接口、通信总线、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述实施例所述的无人机群抗干扰数据共享传输方法。

43、根据本发明第四方面实施例的可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现如上述实施例所述的无人机群抗干扰数据共享传输方法。

44、本发明的上述技术方案至少具有以下技术效果：

45、根据本发明实施例的无人机群抗干扰数据共享传输方法，通过感知和分析无人机作业区域的辐射源，设计无人机队队形，并基于数据传输需求和周围环境以及地形特点，进行抗干扰传输时空频域联合优化，以避免干扰，实现机群成员高速数据共享。

技术特征：

1.一种无人机群抗干扰数据共享传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的无人机群抗干扰数据共享传输方法，其特征在于，在步骤s2中，辐射源到每个网格的信号传播衰落计算公式为：

3.根据权利要求1所述的无人机群抗干扰数据共享传输方法，其特征在于，在步骤s3中，所述第一原则包括：

4.根据权利要求1所述的无人机群抗干扰数据共享传输方法，其特征在于，在步骤s4中，所述第二原则包括：

5.一种无人机群抗干扰数据共享传输系统，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的无人机群抗干扰数据共享传输系统，其特征在于，辐射源到每个网格的信号传播衰落计算公式为：

7.根据权利要求5所述的无人机群抗干扰数据共享传输系统，其特征在于，所述第一原则包括：

8.根据权利要求5所述的无人机群抗干扰数据共享传输系统，其特征在于，所述第二原则包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、通信接口、通信总线、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述的无人机群抗干扰数据共享传输方法。

10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的无人机群抗干扰数据共享传输方法。

技术总结
本发明提供一种无人机群抗干扰数据共享传输方法和系统，方法包括以下步骤：S1、获取无人机群作业所用频段的无线电信号参数，以及辐射源相关参数；S2、导入无人机作业地域三维地图并进行网格划分，标定辐射源地理位置，计算辐射源到每个网格的信号传播衰落；S3、基于第一原则，选取信号传播衰落值小于阈值的网格设定为无人机作业点m<subgt;k</subgt;＝(x<subgt;k</subgt;,y<subgt;k</subgt;,z<subgt;k</subgt;)，无人机作业点的集合为M＝{m<subgt;1</subgt;,m<subgt;2</subgt;,...,m<subgt;K</subgt;}，其中，x<subgt;k</subgt;,y<subgt;k</subgt;,z<subgt;k</subgt;为第k个作业点的空间三维坐标；S4、当满足第二原则且作业地域辐射源或正常通信用户未发生变化时，基于第二原则设定各无人机之间的通信参数；否则返回步骤S3。根据本发明实施例的无人机群抗干扰数据共享传输方法能够实现机群成员高速数据共享。

技术研发人员：姚昌华,窦景立
受保护的技术使用者：江苏大势航空科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15