是德科技通過外場實地測試定義“無人機(jī)監(jiān)測與定位”新高度

這次外場測試是2017年5月下旬在北京官廳水庫附近實施的，主要由三臺小型室外監(jiān)測站點組成（使用四臺或以上的監(jiān)測站點通常能夠達(dá)到更好監(jiān)測效果和定位精度）以及 N6820ES Signal Surveyor 4D軟件和N6854A定位服務(wù)器軟件組成。每套監(jiān)測站點的典型配置如下所示：

• N6850A 寬帶全向天線（用戶也可以自備天線）；

• N6841A 射頻傳感器，安裝N6854A 地理位置服務(wù)器（Geolocation Server）軟件，工作頻率 20 MHz 到 6 GHz，滿足IP67防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，配有 GPS 天線、交流電源、安裝支架等；

• 8米可伸縮天線桿、4 米 N 型射頻電纜、低噪聲放大器、電源、USB 電池組和其他附件等。

圖 1：監(jiān)測站點的典型安裝配置

三套監(jiān)測站點部署的具體地理位置如下圖所示。

圖 2：各監(jiān)測站點部署的實際地理位置

實測中，首先評估了各站點的覆蓋范圍。以部署在上圖左上角的“Tower Sensor”為例，通過SPOT工具仿真的覆蓋范圍約為680米。而通過對某品牌無人機(jī)控制器（工作頻段2.4~ 2.48 GHz，發(fā)射功率20 dBm）實際定位來看，能夠達(dá)到700米的范圍，如下圖。從Place 1（距Tower Sensor約313米）到Place 3（距Tower Sensor約636米），均能成功地定位發(fā)射源。實際使用中，用戶可通過選擇具有一定增益的天線以及減小線纜的損耗，從而將覆蓋范圍擴(kuò)展至1~2Km。

圖 3：監(jiān)測站點覆蓋范圍的實地測量

本次測試中，N6841A 射頻傳感器采用7MHz分析帶寬和6000個采樣點的配置，以達(dá)到約2秒的定位結(jié)果更新率，同時定位結(jié)果的精度（不超過20米的定位誤差）和可靠性也得到了保證。

接下來，在無人機(jī)的實際飛行過程中，成功實現(xiàn)了對無人機(jī)及其控制器的定位，誤差范圍不超過50米（見下圖）。其中N6820 ES軟件用于執(zhí)行信號的識別分類和定位結(jié)果輸出；N6854A軟件通過無人機(jī)發(fā)射的視頻回傳信號對其進(jìn)行定位，并結(jié)合業(yè)界獨有的信號回看（LookBack GEO）和時間同步技術(shù)，對控制器發(fā)射的跳頻信號實現(xiàn)精準(zhǔn)定位。

圖 4：對無人機(jī)的定位結(jié)果

除此之外，用戶還可在此基礎(chǔ)上選配 89601B軟件實施全面的解調(diào)和矢量信號分析。以便收集、分析和管理重點區(qū)域內(nèi)大量的頻譜數(shù)據(jù)，幫助用戶恢復(fù)“純與真”的頻譜環(huán)境。

最后，下圖展示了對無人機(jī)飛行軌跡的定位和跟蹤過程。看著有點“蒙圈”吧，其實很簡單，紅色是定位到的軌跡，紫色箭頭代表無人機(jī)飛行的路徑方向?？梢杂^察到，該系統(tǒng)能夠精確的定位和跟蹤無人機(jī)的飛行過程，即使在監(jiān)測范圍邊緣或者之外，也能夠?qū)⒔Y(jié)果準(zhǔn)確地反映在地圖上。

圖 5：無人機(jī)飛行軌跡的定位和跟蹤過程

通過連續(xù)三期的討論，為各地機(jī)場、空管部門和無線電管理機(jī)構(gòu)提供無人機(jī)管控的新思路，規(guī)范無人機(jī)的合規(guī)使用，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。