是德科技通过外场实地测试定义“无人机监测与定位”新高度

无人机监测与定位解决方案第三期

眼见为实

这次外场测试是2017年5月下旬在北京官厅水库附近实施的，主要由三台小型室外监测站点组成（使用四台或以上的监测站点通常能够达到更好监测效果和定位精度）以及 N6820ES Signal Surveyor 4D软件和N6854A定位服务器软件组成。每套监测站点的典型配置如下所示：

• N6850A 宽带全向天线（用户也可以自备天线）；

• N6841A 射频传感器，安装N6854A 地理位置服务器（Geolocation Server）软件，工作频率 20 MHz 到 6 GHz，满足IP67防护标准，配有 GPS 天线、交流电源、安装支架等；

• 8米可伸缩天线杆、4 米 N 型射频电缆、低噪声放大器、电源、USB 电池组和其他附件等。

图 1：监测站点的典型安装配置

三套监测站点部署的具体地理位置如下图所示。

图 2：各监测站点部署的实际地理位置

实测中，首先评估了各站点的覆盖范围。以部署在上图左上角的"Tower Sensor"为例，通过SPOT工具仿真的覆盖范围约为680米。而通过对某品牌无人机控制器（工作频段2.4~ 2.48 GHz，发射功率20 dBm）实际定位来看，能够达到700米的范围，如下图。从Place 1（距Tower Sensor约313米）到Place 3（距Tower Sensor约636米），均能成功地定位发射源。实际使用中，用户可通过选择具有一定增益的天线以及减小线缆的损耗，从而将覆盖范围扩展至1~2Km。

图 3：监测站点覆盖范围的实地测量

本次测试中，N6841A 射频传感器采用7MHz分析带宽和6000个采样点的配置，以达到约2秒的定位结果更新率，同时定位结果的精度（不超过20米的定位误差）和可靠性也得到了保证。

接下来，在无人机的实际飞行过程中，成功实现了对无人机及其控制器的定位，误差范围不超过50米（见下图）。其中N6820 ES软件用于执行信号的识别分类和定位结果输出；N6854A软件通过无人机发射的视频回传信号对其进行定位，并结合业界独有的信号回看（LookBack GEO）和时间同步技术，对控制器发射的跳频信号实现精准定位。

图 4：对无人机的定位结果

除此之外，用户还可在此基础上选配 89601B软件实施全面的解调和矢量信号分析。以便收集、分析和管理重点区域内大量的频谱数据，帮助用户恢复"纯与真"的频谱环境。

最后，下图展示了对无人机飞行轨迹的定位和跟踪过程。看着有点"蒙圈"吧，其实很简单，红色是定位到的轨迹，紫色箭头代表无人机飞行的路径方向。可以观察到，该系统能够精确的定位和跟踪无人机的飞行过程，即使在监测范围边缘或者之外，也能够将结果准确地反映在地图上。

图 5：无人机飞行轨迹的定位和跟踪过程

外场实际测试的操作与定位结果

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总结

通过连续三期的讨论，为各地机场、空管部门和无线电管理机构提供无人机管控的新思路，规范无人机的合规使用，促进产业健康发展。