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中继通信系统在无人机线路巡视作业中的应用

来源:论文联盟  作者:魏政伟 [字体: ]

中继通信系统在无人机线路巡视作业中的应用

当前我国110kV的电力线路的建设规模达到了空前的发展,就其建设的里程数来看,已经接近一百万公里,其中,随着电力线路规模与数量的不断扩张,当前人工巡线的工作量也随之增大。由于传统的人工巡线存在着明显的工作效率不高以及安全管理隐患十分明显的情况,所以对于电网的安全与运行稳定性具有一定的不利影响。相对的,无人机技术应用不受到地形与环境的限制,再加上技术应用发展水平不断提升,已经逐渐成为我国巡视作业当中新的优势。
  当前我国无人机的技术应用十分广泛,但是从中继方式的种类上进行划分的话,不外乎具有以下两种中继通信方式:
  一、无人机中继方式分析
  地面中继节点的无线通信方式是指根据地面的中继公网资源进行资源的重新排布而实现的一种中继方式,这种中继方式主要具有以下几个方面的问题:
  (一)延时问题
  由于地面中继节点的通信方式往往采用双边拨号的方式进行通信,所以往往不可避免的会存在3~6秒的延迟,同时如果直接采用3G网络传输图像进行传输则可能存在至少6~10秒的延迟。另外,即使是全程网络的链接十分通畅,往往也至少存在8~10秒的延迟,从发现问题到执行最终命令具有的延迟往往会在某种程度上影响到无人机的线路巡视判断,对于其工作的有效性也会产生不同程度的影响。
  (二)安全问题
  在地面中继节点应用过程中,由于是采用公网拨号的技术手段所以每个博号段都是需要至少占用一个IP地址才可以实现其任务,但是由于缺乏防护手段,往往会导致暴露在公网中,特别地,针对一些任务机由于设备空间方面的限制,可能会无法安装专用的防火墙,所以任何人都可以向任务机发送数据,这本文由论文联盟http://www.LWlm.cOM收集整理样就会导致存在安全后果与隐患。
  (三)高空效应
  通信公司在建設基站时往往会采用定向的天线,而在基站使用过程中往往会存在或多或少的高空效应,这种效应往往是由于基站折射反射后到高层信号而信号出现频繁切换最终导致通信掉线的情况。
  二、空中中继节点的无线通信方式
  空中中继节点的无线通信方式具有较强的应用针对性,特别是可以有效弥补地面中继节点不足所带来的各种问题,包括造价较高、灵活性较差以及铺设难度普遍较大等等各种各样的问题。通过相互弥补来实现空中与地面的良好对接,其应用技术手段具有以下几个方面:
  (一)卫星中继方式
  卫星中继方式是当前最为常见的一种中继方式,也是实现空中中继节点与地面相互弥补的重要技术手段,其特点与优势也十分明显。卫星中继具有全天候、通信灵活可靠以及覆盖面积广的特点,但是在使用过程中由于每次申请都需要提供相应的占用费用,所以每次的申请费用往往高达上万元,所以这样就会在成本方面具有一定的限制。另外,由于卫星中继的特殊性质,无人机在贴近地面飞行时所需要的飞行精度往往也无法得到有效的满足,所以在实际应用过程中依然存在或多或少的局限性。
  (二)机载空中中继平台无线通信方式
  卫星中继的无人机电力系统的应用依然处于试运行阶段,当前我国应用过程中效果较好的另外一种空中中继节点的通信方式就是基于机载空中的无线通信方式,这种通信方式从构成上来看主要是通过前端的无人机载发射端以及地面站和中继无人机工作站等三个部分共同组成,通过机载空中的应用模式来实现信号的有效传输,通过地面测控车也可以实现中继机转给任务机终端的效果。作为无人机的主要中继平台,机载空中的中继平台无线通信方式具有十分明显的应用倾向性,特别是在飞行高度上具有较大的范围数据链路双向通信,同时由于通信的延迟较低,一般只有200ms左右,所以可以实现高速大流量的双向数据传输,从而实现了更高的技术传输效率。但是这种传输手段也具有一定的技术局限性,由于需要引入至少一台无人机作为通信中继,就需要操作人员在实际技术应用过程中至少要同时操作两台无人机,这样就会大大加重操作的复杂性,同时还会增加系统设计的成本与设计难度,影响技术的应用范围与效果。
  作为未来主要的发展趋势之一,中继通信系统的建立可以充分利用电力系统自身的设备资源优势,不但能够极大的降低无人机的整体系统的前期建设成本与资本投入,同时还能够实现地面中继节点的数量控制,使得整体通信稳定性更强。另外,中继通信系统的建立中最为重要的技术特点就是零延时的优势,这样一来无人机就不会再受到中继方式的限制,大大提升了巡视的效果与范围,在克服了通信延时的技术瓶颈后,电力系统的无人机巡检系统获得了更大的发展机会,能够应用于更多的探索以及巡视领域,促进了行业的技术应用与发展前景。
  三、总结
  无人机作为当前我国电力系统的电力线路巡检的主要技术手段,其在防灾减灾以及地面巡视方面都具有十分重要的应用作用,随着科学技术的应用与发展,再加上当前中继通信系统的不断健全,当前无人机的整体巡视范围获得了极大的提升,再加上及在空中中继的优点应用较大,更是大大提升了无人机的应用效果,促进了行业的发展,也为实现我国更高水平的无人机技术应用奠定了基础与保障。

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