«Рій» безпілотних літальних апаратів означає інтеграцію недорогих малих безпілотних літальних апаратів із кількома корисними навантаженнями на основі відкритої системної архітектури, яка має такі переваги, як захист від руйнування, низька вартість, децентралізація та інтелектуальні характеристики атаки.
Зі стрімким розвитком технологій дронів, комунікаційних і мережевих технологій, а також зростаючим попитом на застосування дронів у країнах по всьому світу, мережеві програми для спільної роботи з декількома дронами та власне мережеве дрони стали новими гарячими точками досліджень.
Поточний статус китайських роїв безпілотників
Наразі Китай може реалізувати комбінацію кількох ракет-носіїв для одночасного запуску 200 безпілотних літальних апаратів для формування групи роїв, що значною мірою сприятиме швидкому формуванню бойових можливостей китайських безпілотних роїв, таких як спільна мережа, точне формування, зміна формування та точний удар.
У травні 2022 року дослідницька група з Університету Чжецзян у Китаї розробила мікроінтелектуальну технологію роїв дронів, яка дозволяє роям дронів вільно пересуватися серед зарослих і пишних бамбукових лісів.У той же час зграї дронів можуть безперервно спостерігати та досліджувати навколишнє середовище, а також автономно контролювати формування, щоб уникати перешкод і уникати пошкоджень.
Ця технологія успішно вирішила низку складних проблем, таких як автономна навігація, планування шляху та інтелектуальне уникнення перешкод зграями БПЛА у підступному та мінливому середовищі.Його можна використовувати під час пожеж, у пустелях, скелях та інших середовищах, до яких людям важко дістатися для виконання пошуково-рятувальних місій.
Як китайські дрони спілкуються один з одним?
Мережа безпілотних літальних апаратів, також відома як мережа БПЛА абобезпілотна аеронавігаційна спеціальна мережа(UAANET), базується на ідеї, що зв’язок між декількома дронами не повністю покладається на базові засоби зв’язку, такі як наземні станції керування чи супутники.
Натомість дрони використовуються як вузли мережі.Кожен вузол може пересилати один одному командні і контрольні інструкції, обмінюватися такими даними, як стан сприйняття, стан здоров’я та збір розвідувальних даних, а також автоматично підключатися для встановлення бездротової мобільної мережі.
Спеціальна бездротова мережа UAV є особливою формою бездротової тимчасової мережі.Він не тільки має властиві характеристики багатострибків, самоорганізації та відсутності центру, але також має свою особливість.Основні функції представлені таким чином:
(1) Високошвидкісний рух вузлів і високодинамічні зміни топології мережі
Це найбільш істотна відмінність між спеціальними мережами БПЛА та традиційними спеціальними мережами.Швидкість БПЛА становить від 30 до 460 км/год.Цей високошвидкісний рух спричинить дуже динамічні зміни в топології, що вплине на підключення до мережі та протоколи.Серйозний вплив на продуктивність.
Водночас збій зв’язку платформи БПЛА та нестабільність лінії зв’язку прямої видимості також спричинить переривання зв’язку та оновлення топології.
(2) Розрідженість вузлів і неоднорідність мережі
Вузли БПЛА розкидані в повітрі, а відстань між вузлами зазвичай становить кілька кілометрів.Щільність вузлів у певному повітряному просторі низька, тому мережеве підключення є важливою проблемою.
У практичних застосуваннях БПЛА також необхідно спілкуватися з різними платформами, такими як наземні станції, супутники, пілотовані літальні апарати та космічні платформи.Структура самоорганізованої мережі може включати різні типи дронів або мати ієрархічну розподілену структуру.У цих випадках вузли неоднорідні, і вся мережа може бути неоднорідно пов’язана між собою.
(3) Сильні можливості вузла та тимчасовість мережі
Комунікаційні та обчислювальні пристрої вузлів забезпечуються простором і енергією за допомогою дронів.Порівняно з традиційним MANET, самоорганізованим мережам безпілотників зазвичай не потрібно враховувати енергоспоживання вузла та проблеми з обчислювальною потужністю.
Застосування GPS може надати вузлам точну інформацію про позиціонування та час, полегшуючи вузлам отримання власної інформації про місцезнаходження та синхронізацію годинників.
Функція планування маршруту бортового комп’ютера може ефективно допомогти у прийнятті рішень про маршрут.Більшість застосувань безпілотників виконується для конкретних завдань, і регулярність роботи не дуже висока.У певному повітряному просторі існує ситуація, коли щільність вузлів низька, а невизначеність польоту велика.Тому мережа має сильніший тимчасовий характер.
(4) Унікальність мережевих цілей
Метою традиційних спеціалізованих мереж є встановлення однорангових з’єднань, у той час як самоорганізовані мережі дронів також потребують встановлення однорангових з’єднань для функції координації дронів.
По-друге, деякі вузли в мережі також повинні служити центральними вузлами для збору даних, подібно до функції бездротових сенсорних мереж.Тому необхідно підтримувати агрегацію трафіку.
По-третє, мережа може включати кілька типів датчиків, і необхідно ефективно гарантувати різні стратегії доставки даних для різних датчиків.
Нарешті, бізнес-дані включають зображення, аудіо, відео тощо, які мають характеристики великого обсягу даних передачі, диверсифікованої структури даних і високої чутливості до затримки, а також необхідно забезпечити відповідний QoS.
(5) Особливість моделі мобільності
Модель мобільності має важливий вплив на протокол маршрутизації та керування мобільністю спеціальних мереж.На відміну від випадкового руху MANET і руху VANET, обмеженого дорогами, вузли дронів також мають власні унікальні моделі руху.
У деяких додатках із декількома дронами перевага надається глобальному плануванню шляху.При цьому рух трутнів регулярний.Однак траєкторія польоту автоматизованих дронів не визначена заздалегідь, і план польоту також може змінюватися під час експлуатації.
Дві моделі мобільності для БПЛА, які виконують розвідувальні місії:
Перша — це модель випадкової мобільності об’єкта, яка виконує ймовірнісні незалежні випадкові рухи під час повороту ліворуч, повороту праворуч і прямого напрямку відповідно до заданого марковського процесу.
Друга — модель розподіленої рухливості феромонів (DPR), яка керує рухом дронів відповідно до кількості феромонів, вироблених під час процесу розвідки БПЛА, і має надійні пошукові характеристики.
бездротовий зв'язок на відстані 10 км
IWAVEРадіомодуль UANET, невеликий розмір (5*6 см) і невелика вага (26 г) для забезпечення 10 км зв'язку між вузлами IP MESH і наземною станцією управління.Декілька безпілотників FD-61MN ad hoc мережевий OEM-модуль створює велику комунікаційну мережу через рій безпілотників, і безпілотники з’єднуються один з одним для виконання поставлених завдань у певній формі відповідно до ситуації на місці під час високошвидкісного руху .
Час публікації: 12 червня 2024 р
