| 主权项 |
一种基于电磁仿真的无人机规划航路评估方法，包括以下步骤：步骤一：虚拟试飞场系统构建及场景配置；1)根据试飞场区域范围加载其地理高程数据，构建三维地理模型，在此基础上加载其相对应的地表影像图片，完成地表纹理的贴图操作，显示试飞场空间地理环境，同时在试飞场区域信息显示区显示出当前试飞场的经纬度范围、覆盖面积；2)根据降雨、降雪程度等级的划分，完成天气环境的粒子模型配置，完成试飞场空间地理环境基础显示平台的构建；3)加载三维场景模型；4)加载需要进行航路电磁环境评估的规划飞行航路，在试飞场场景中进行航路显示；5)载入无人机、地面站、干扰源位置信息及其辐射信息数据文件，然后，根据各模型位置加载并显示无人机模型、地面站模型、干扰源模型，其中，干扰源共N个，同时将各辐射源的辐射信号数据载入相应列表；6)设定干扰辐射源的有效范围L、无人机接收端系统信号处理增益值G<sub>t</sub>、无人机通信链路系统电磁信号检测门限值T<sub>0</sub>、设定参与电磁环境仿真计算的无人机周围区域范围RG，即以无人机中心点为体心，长、宽、高分别为L、D、H的长方体、设定电磁仿真计算离散点的间隔，设在长、宽、高方向上离散点间隔分别为ΔL、ΔD、ΔH；步骤二：驱动无人机沿规划航路模拟飞行；1)根据航点的位置及航点高度，并结合无人机实际飞行速度、滑跑距离的离散飞行数据信息，驱动无人机沿规划航路飞行；2)实时输出无人机当前位置信息、待飞距离数据，并显示无人机已飞行航迹；步骤三：电磁数据仿真计算；1)计算无人机周围区域某点(x,y,z)与地面站间的距离d<sub>s</sub>，结合地面站与此点所处的位置环境、气象环境及其链路传播路径情况，通过统计模型，计算地面站辐射信号的传播衰减，得到在此点处，来自地面站的信号接收电平P<sub>r</sub>，单位dBm；2)获取干扰源i位置信息，计算辐射源与当前无人机之间的距离d<sub>i</sub>；3)判断d<sub>i</sub>是否小于或等于L，若是则进行步骤4)，否则此辐射源不参与电磁环境信息计算；4)根据干扰源i与步骤1)中的点(x,y,z)所处的位置环境、气象环境及其链路传播路径情况，通过统计模型，计算干扰源辐射信号的传播衰减，得到在点(x,y,z)处，来自干扰源的信号接收电平P<sub>i</sub>，单位dBm；5)若干扰源i为场景中最后一个干扰源，则进行步骤6)，否则对下一个干扰源进行步骤2)～4)操作；6)在步骤1)中的点(x,y,z)处，对来自干扰源的接收电平进行合成，设合成后值为P<sub>r</sub>'；7)在步骤1)中的点(x,y,z)处，进行信号―干扰比SNR<sub>(x,y,z)</sub>计算，即：SNR<sub>(x,y,z)</sub>＝P<sub>r</sub>‑P<sub>r</sub>'‑G<sub>t</sub>；8)将步骤7)中计算的信号―干扰比SNR<sub>(x,y,z)</sub>与电磁信号检测门限T<sub>0</sub>进行比较，若SNR<sub>(x,y,z)</sub>＜T<sub>0</sub>或SNR<sub>(x,y,z)</sub>＞2T<sub>0</sub>，则此点为电磁干扰航段域或航路规划冗余航段，需进行警告标识，并同时将步骤1)中的点(x,y,z)的位置信息及其进行数据输出；否则，此点为安全区域点，不需要警告标识及信息输出；9)对步骤1)中的点(x,y,z)分别在x、y、z方向以ΔL、ΔD、ΔH单位进行变化，在重复步骤1)～8)，使得点(x,y,z)遍布区域RG；10)对无人机中心点位置按照上述方式计算该点的信号—干扰比数据；步骤四：电磁分布显示及航路警告记录；1)将步骤三中的仿真计算数据,包括无人机中心点位置与无人机周围位置数据，进行颜色映射，将低于电磁信号检测门限值的数据设定为蓝色显示区，高于检测门限值的数据按照从冷到暖的颜色变化进行一一对应，进行图形显示，从而在视觉上能够观察到警告区域；2)对警告区域点进行永久性标定，如用红色小旗图标标定，不受下面步骤4)的影响；3)将以上仿真计算得到的信号—干扰比数据进行数据库入库存储操作，以便以后的查询与使用；4)随着无人机位置的不断更新，无人机周围仿真计算区域位置也不断更新，则实时进行步骤三及本步骤1)和2)的操作，对于已经不在当时无人机飞行周围区域范围内的模型不予显示；步骤五：航路综合评估；在无人机已飞行航迹覆盖整个规划航路时，统计警告图标的数目、各图标到航路的最短距离以及各图标点的电磁信号―干扰比与电磁信号检测门限的差值，通过以上各因素的影响因子，对其进行加权平均，得到各个航段的分数，从而进行航路评估，对分数较低的航段进行人工修正。 |
