基于信号识别和TDOA定位的无人机监测方法研究

无人机控制器发射带宽2MHz，发射功率100mW（20dBm）；
· 监测接收机天线安装高度5米。

监测和定位范围的仿真分为三种不同的地形地貌传输模型：城郊非视距传输（Suburban Non-Line of Sight），城郊视距传输（Suburban Line of Sight）和农村视距传输（Rural Line of Sight）。视距模型中假设地面无人机控制器在监测天线可视范围内，两者间没有明显的障碍物遮挡。非视距传输模型假设监测天线和无人机控制器之间有明显的障碍物阻挡信号传输。

基于Wireless World Initiative New Radio consortium (WINNER I and II)提供的传输模型，对工作在不同频段的无人机控制器，监测系统作用距离仿真结果如表1所示：

无人机控制器工作频段?	ISM 5.8 GHz	ISM 2.4GHz
监测系统作用距离?
城郊非视距传输(Suburban NLOS）	150 m	300 m
城郊视距传输(Suburban LOS)	1.6 km	2 km
农村视距传输(Rural LOS)	2 km	2.5 km

表1、无人机控制信号监测定位距离的仿真分析结果

是德科技提供了传感器布置和优化工具（SPOT，Sensor Planning and Optimization Tool）用于无人机控制源监测定位站点的布置。使用SPOT建模和仿真工具，可以为监测和保障的重点区域提供最佳覆盖。图4为SPOT工具仿真的单个无人机控制源监测定位站点覆盖范围。

图4、是德科技SPOT工具仿真的无人机控制源监测定位站点覆盖范围

3、无人机控制源监测定位系统配置

无人机控制源监测定位系统主要由N6820ES监测软件和N6841A小型室外监测接收机组成。N6820ES软件实现无线电监测信号的识别和定位结果输出，N6841A组成的室外站执行信号监测和定位。建议布置四台或四台以上室外监测站点用于信号监测和TDOA定位。每套室外监测站点的配置如图5所示：

· 5米的可伸缩天线杆；
· 是德科技N6850A宽带全向天线（WBOA），工作频率20MHz到6GHz；
· 低噪声放大器，电源，USB电池组和附件；
· 4米的N型室外射频电缆；
· N6841A监测接收机，频率范围20MHz到6GHz，带GPS天线，IP67防护，交流供电；
· 转运箱；
· 8小时工作锂电池和充电器；
· 50米室外带屏蔽网线；

图5、室外可搬移监测站点配置

4、总结

上文介绍了基于信号识别和TDOA定位对无人机控制信号进行监测定位的方法，在不同环境多次实验中验证了系统良好的工作效果。为了促进无人机产业的健康发展，引导用户合规高效的使用无人机开展业务，并且减少和降低其带来的各种风险，各级无线电工作者都在探索和钻研无人机管控的技术手段。通过本文的讨论，为大家提供一个无人机管控的新思路，与大家一起探索前行。

关于是德科技

是德科技（NYSE：KEYS）是全球领先的电子测量公司，通过在无线、模块化和软件解决方案等领域的不断创新，为您提供全新的测量体验。是德科技提供电子测量仪器、系统以及软件和服务，广泛应用于电子设备的设计、研发、制造、安装、部署和运营。2015 财年，是德科技收入达29 亿美元。