复杂空域条件下多元空间信号侦测与地空协同控制技术及应用

　　完成单位：中国民用航空华东地区空中交通管理局、上海民航华东空管工程技术有限公司、安徽佳讯皖之翼科技有限公司

　　成果简介：  
　　成果针对基于无人机对复杂空域无线电信号侦测技术和系统进行了研究，从硬件设计集成、信号捕获算法、场景化平台搭建、无人机长航时置空等四个方向进行了创新。
　　成果主要技术与性能指标如下：
　　1、多功能轻量级高兼容电磁捕获技术
轻量级、微尺寸、快拆装、大覆盖的机载接收系统：体积从市场化240*160*160mm设备缩减为127*76*19 mm，体积减小33倍，重量减轻22倍。支持-20℃极端作业环境；系统检测精度大于99.5%。
　　微尺寸接收模块：工作频段10 MHz~6 GHz（带AM及FM解调），频域上对空管通信、导航、监视设备全覆盖；功能上对通信、雷达、导航等多系统参数“一站式”解析。实现了空管通导设备外场电信号“一机化”兼容捕获、导航设备飞行校验、雷达天线远场检测等功能。
　　突破微波暗室对在用设备天线场型检测的技术不足，检测效率提升，维护成本降低约70%。
　　2、动态显示控制与侦测数据融汇技术
　　将机载接收系统、飞行控制单元、中央处理平台互通融合，实现了系统一体化、控制一体化、数据一体化。移动终端上实现了零传输误差、零程序转换、零系统阻隔的实时动态数据呈现，一键式数据处理，具有动态化信号分析、多重时域下数据复现等功能。
　　具有多场景“套餐化”动态侦测功能：
　　（1）区域化定位能力：3 km内调幅干扰的定位时间分别小于30 min（100~ 300 MHz）和20 min（300~1000 MHz），水平、垂直方向定位误差均小于50 m；（2）复杂环境的电磁评估能力：针对复杂地形地貌、高压线塔、电气化铁路、特殊障碍物或构筑物的实时无线电信号进行监测分析并给出定量评估。
　　3、非线性地空协同智能飞行控制技术
　　基于非线性自适应控制技术，通过非线性鲁棒扩展卡尔曼滤波算法的仿真，推导捷联式惯导系统的误差方程，建立方位和水平大失准角情况下的非线性模型，有效抑制航空飞行器在不同飞行环境下的航向姿态基准误差，提高飞行精度。
　　支持飞行轨迹预设、扩容差分GPS技术，实现自主飞行、智能返航、断点记忆、平滑驾感、一键起降功能。实现5 km范围内有效控制，巡航速度高达50 km/h，水平误差小于1.5 m。
　　4、移动式无人机拖曳智能系留站
　　基于可编程逻辑、多路均流并联控制及滤波整流电路升降压处理技术，通过对不同场景下的电压动态补偿，确保在长续航飞行状态下飞行器的稳定性与可靠性。
　　采用地空数据链光纤通信技术，实现5h以上长续航置空，解决了多旋翼无人航时短板，航时提升800%，同时有效改善传输特性，误码率大幅下降。

　　推广应用前景：
　　我国民航快速发展，对空管在安全和效率上的要求日益提高。空管设备保障部门需要面对更复杂多变的设备运行问题。项目成果在以下三个方面可以协助空管设备保障部门更高效的完成对在用设备的运行维护工作。
　　1、导航设备的预校验
　　项目成果应用在导航设备的预校验，可以提高飞行校验效率，降低飞行校验成本。据测算，以大型国际机场为例，投产校验可节省开支100（万/单次），定期飞行校验50（万/年）。
　　2、监视设备的外场性能测试
　　项目成果能够对在用设备的定向天线进行辐射场型的检测，结合巡检中对天线的参数测试，科学客观的对天线性能进行评估，制定合理的大修方案。利用该测试方案，单套雷达天馈系统检测能节省70万元成本，并产生30万元收益，按全国范围120套在用雷达计算，保守估计每年能产生600万以上的直接收益，并节省成本1700万。
　　3、电磁环境的检测
　　项目成果能够协助无委开展无线电干扰侦测和快速定位，为排查工作找到突破口，大大减轻干扰排查的工作负荷，降低工作成本，提高工作效率，保障设备安全，具有突出的社会效益。
　　项目成果还将在设备台站选址、电磁环境评测等方面进行应用扩展。潜在市场推广应用空间广阔。