無人機衛(wèi)星通信解決方案，天通一號數(shù)據(jù)模

簡介：

大中型無人機，飛行半徑可達(dá)幾百公里上千公里，僅依靠地面信號盲區(qū)很大，安裝衛(wèi)星通信系統(tǒng)就尤為重要了，不管飛多遠(yuǎn)，都能接收到控制指令。天通一號衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，是我國自主開發(fā)的通信衛(wèi)星，目前覆蓋整個中國大陸和周邊海洋區(qū)域，支持衛(wèi)星語音電話和短信、窄帶衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸、寬帶衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸三種功能，能夠?qū)崿F(xiàn)戶外場景的全天候全地域信號覆蓋。天通一號數(shù)據(jù)傳輸模組成本可低至萬元級別、重量小至1Kg以內(nèi)，非常適合無人機。

背景：衛(wèi)星通信的必要性

小型無人機，尤其是電動多旋翼無人機，飛行半徑最多幾十公里，靠地面站遙控就足夠了，無需安裝衛(wèi)星通信系統(tǒng)。

而大中型無人機，飛行半徑可達(dá)幾百公里上千公里，僅依靠地面信號盲區(qū)很大，安裝衛(wèi)星通信系統(tǒng)就尤為重要了，不管飛多遠(yuǎn)，都能接收到控制指令。

無人機衛(wèi)星通信解決方案，天通一號數(shù)據(jù)模

近年來，我國大中型無人機發(fā)展迅速，民用領(lǐng)域快遞運輸無人機、植保無人機、科考無人機層出不窮。

如何選擇衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信模組？如何在無人機上安裝衛(wèi)星通信設(shè)備？衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信有什么優(yōu)勢和劣勢？請聽天通一號網(wǎng)主編一一道來。

天通一號無人機應(yīng)用：功能和優(yōu)勢

天通一號衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，是我國自主開發(fā)的通信衛(wèi)星，目前覆蓋整個中國大陸和周邊海洋區(qū)域，支持衛(wèi)星語音電話和短信、窄帶衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸、寬帶衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸三種功能，能夠?qū)崿F(xiàn)戶外場景的全天候全地域信號覆蓋。

天通一號數(shù)據(jù)傳輸模組成本可低至萬元級別、重量小至1Kg以內(nèi)，非常適合無人機搭載。

相對于其他無人機通信手段，天通一號衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信有諸多優(yōu)勢：

無人機地面站遙控：

百瓦級別的遙控站最多做到100KM的距離，且地面遙控受地球曲率影響，低空存在盲區(qū)，受環(huán)境干擾也比較大。而衛(wèi)星通信不存在距離影響，也不需要那么大功率的遙控設(shè)施。

北斗短報文通信：

雖然北斗終端價格低廉，但北斗短報文實時性太低（分鐘級），數(shù)據(jù)量太?。?0字節(jié)）。做救援還可以，不適合做無人機遙控，更不可能做視頻。

高通量衛(wèi)星：

傳統(tǒng)ka和ku波段數(shù)據(jù)通信衛(wèi)星，體積一般都很龐大，至少要幾十公斤到上百公斤的重量，也遠(yuǎn)比天通一號衛(wèi)星終端貴的多（幾十萬到幾百萬級），適合高端大型軍用無人機，難以在民用中型無人機上普及開。

但天通一號網(wǎng)主編認(rèn)為，把天通一號用在無人機上，也有一些劣勢：

數(shù)據(jù)速率和網(wǎng)絡(luò)延時：

天通一號窄帶數(shù)據(jù)9.6kbps僅滿足控制指令的傳輸、寬帶數(shù)據(jù)384kpbs僅滿足標(biāo)清視頻的傳輸，通信速度是比不上寬帶通信衛(wèi)星的。且因為衛(wèi)星距離和處理能力，數(shù)據(jù)鏈路延遲有500mS以上，對于無人機的遠(yuǎn)距離實時控制是有一定影響的。

可靠性設(shè)計需要加強：

現(xiàn)有的民用版天通一號衛(wèi)星數(shù)據(jù)終端，主要是便攜和車船載為主，如果應(yīng)用于高空無人機，需要針對性的加強終端防護(hù)能力，以適應(yīng)高海拔超低溫的環(huán)境要求。

天通一號無人機通信解決方案

結(jié)合上述優(yōu)缺點，天通一號網(wǎng)的專家們給出了一些“無人機+天通一號”的解決思路：

地面站+衛(wèi)星通信結(jié)合：

近距離操作，尤其是無人機起飛和降落的時候，應(yīng)當(dāng)以地面站的控制為主，實時性高、鏈路穩(wěn)定性高、視頻能力更強。而無人機巡航途中，遠(yuǎn)離了地面站的范圍，就啟用衛(wèi)星數(shù)據(jù)，確保時刻都能監(jiān)控到無人機的狀態(tài)，以及下發(fā)一些控制指令。

低成本窄帶方案，用于應(yīng)急和控制：

9.6kbps的天通一號窄帶數(shù)據(jù)，雖然聽起來很慢，但足以支持無人機狀態(tài)回傳和控制指令下發(fā)了。窄帶通信勝在性價比極高：窄帶通信模組的價格比寬帶模組便宜了80%以上，天線也無需使用動中通，普通高增益全向天線足以實現(xiàn)窄帶通信，窄帶天線比寬帶天線便宜了95%！

窄帶方案很適合快遞物流運輸無人機，只需要知道無人機在哪里，無需看到無人機視頻畫面。

寬帶衛(wèi)星視頻方案，用于遠(yuǎn)距離圖傳：

對于要求實時遠(yuǎn)距離圖像傳輸?shù)臒o人機，就需要用384kbps的天通一號寬帶數(shù)據(jù)了。全套需要幾十萬級別，重量可以做到5Kg以下。適合考慮到天通一號流量費用較貴，推薦使用地面站和衛(wèi)星數(shù)據(jù)結(jié)合的方式，盡量少使用衛(wèi)星數(shù)據(jù)，以節(jié)約流量費用。

寬帶方案適合科考無人機、森林消防無人機、農(nóng)業(yè)無人機等，需要回傳圖片或視頻的機型。

相控陣動中通天線，減輕總體重量：

天通一號寬帶數(shù)據(jù)，全向天線沒有那么高的功率，必須要使用動中通天線，波束時刻指向衛(wèi)星的方向。傳統(tǒng)車載和船載主要使用機械式動中通天線，但用在機載就顯得太重太大了，十幾公斤的重量放在無人機上很吃力。

天通一號網(wǎng)推薦無人機使用相控陣動中通天線，薄薄一組天線，相控調(diào)整波束，無需機械結(jié)構(gòu)，重量僅1-2Kg，能夠盡可能的減小無人機的負(fù)擔(dān)。