空中通信中继与侦察系统

1.一种空中通信中继与侦察系统，包括车载控制中心及单兵终端，其特征在于，所述车载控制中心与单兵终端之间、单兵终端相互之间通过一个升空平台的中继实现远距离无线通信；所述升空平台由飞行器和任务仓构成，飞行器中设有飞行器控制系统、空中数传电台以及各种飞行传感器；任务仓中设有一个空中超短波电台、一个空中控制计算机，该空中控制计算机双向信号连接飞行器控制系统、空中数传电台及飞行传感器；空中数传电台接收车载控制中心发送的飞行控制信号，通过空中控制计算机及飞行器控制系统实现飞行器巡航或悬停，并发送由飞行传感器测得的飞行器状态信息至车载控制中心；所述空中控制计算机还连接一个视频侦察系统，同时双向信号连接一个空中无线通信模块和一个空中电源控制单元；视频侦察系统在空中控制计算机的控制下采集视频信号，并通过空中无线通信模块传送视频信号至车载控制中心及单兵终端实现空中侦察；空中无线通信模块和空中超短波电台组成通信中继实现单兵终端与单兵终端、单兵终端与车载控制中心之间的视频、语音信号双向通信；空中电源控制单元连接有仓载电池和恒温单元，通过该恒温单元实现空中平台在－40℃――＋60℃大气环境下正常运行。
2.如权利要求1所述的空中通信中继与侦察系统，其特征在于，所述车载控制中心包括一个车载超短波电台，一个连接有车顶视频、飞行器操作单元和显示器的车载控制计算机，该车载控制计算机还双向信号连接车载无线通信模块、车载数传电台和车载电源控制单元；飞行器操作单元的控制信号通过车载控制计算机由车载数传电台上传至升空平台的任务仓，控制飞行器巡航或悬停，所述车载超短波电台用于与升空平台双向传输语音信号，车载无线通信模块用于接收升空平台下传的侦察视频信号和发射通过车顶视频采集的现场视频信号上传到升空平台；车载电源控制单元连接有市电或车载5千瓦发电机，在车载电源控制单元的控制下给车载控制中心的各单元供电。
3.如权利要求2所述的空中通信中继与侦察系统，其特征在于，所述车载控制中心设置有一个连接车载电源控制单元的车载恒温单元、一个连接车载控制计算机的温度湿度传感器，该车载恒温单元和温度湿度传感器在车载控制计算机的控制下实现车载控制中心在－40℃――＋60℃下正常运行。
4.如权利要求1所述的空中通信中继与侦察系统，其特征在于，所述单兵终端包括一个单兵超短波电台、一个连接有视频侦察和显示器的单兵控制计算机，该单兵控制计算机双向信号连接单兵无线通信模块和单兵电源控制单元；所述单兵超短波电台用于单兵终端与单兵终端、单兵终端与车载控制中心双向传输语音信号；视频侦察用于单兵数据采集并通过单兵控制计算机，由单兵无线通信模块发送至升空平台；单兵无线通信模块同时接收升空平台中继下传的视频信息实现单兵-单兵、单兵-车载控制中心之间的视频双向通信；
单兵电源控制单元连接有单兵电池，该电池在单兵电源控制单元的控制下给单兵终端的各单元供电。
5.如权利要求4所述的空中通信中继与侦察系统，其特征在于，所述单兵终端设置有一个连接单兵电源控制单元的单兵恒温单元、一个连接单兵控制计算机的温度湿度传感器，该单兵恒温单元和温度湿度传感器在单兵控制计算机的控制下实现单兵终端在－
40℃――＋60℃下正常运行。

空中通信中继与侦察系统\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种空中通信中继与侦察系统，特别涉及一种武警部队反恐作战、解救人质、搜索追捕逃犯、自然灾害等处置突发事件和野外任务时的空中通信中继与侦察系统。\n背景技术\n[0002] 武警部队担负着保卫国家安全，维护社会稳定的神圣使命。近年来，国内外反恐形势日趋严峻，各种自然灾害频频发生，各类暴乱、骚乱等突发事件频繁出现，对武警部队能否在各种复杂、恶劣的环境下快速有效地完成反恐作战和处突任务提出了要求；对通信部门能否顺利地开展应急通信，提供通信保障也提出更高的要求。\n[0003] 目前，我们武警部队在事发现场或其它重要场合，单兵所采集的图像、现场声音是通过无线链路传送到一定距离外的通信车；通信车不仅可实时监控现场图像，还需要再通过无线通道将影音传送到远距离外的指挥中心。指挥中心可再将图像通过武警三级网设备传送至上级指挥中心。可是，在实际应用中，上述通信系统存在以下问题：第一，单兵到指挥车之间的无线传输由于各种复杂地理环境等条件限制，使得单兵和指挥车之间的通信距离限制在很小范围；第二，单兵所带侦察设备其视野范围有限，无法满足大范围观测的目的。\n发明内容\n[0004] 为满足武警部队“执勤、处突、反恐”任务，同时还满足环境污染、自然灾害等非传统安全威胁等方面的处置要求，本发明的目的是提供一种基于升空平台的通信中继与侦察系统，它可克服地面侦察设备受地形障碍物对侦察监视的限制、单兵对单兵、单兵对车载控制中心以及地面指挥中心相互之间通信链路受地理环境限制的不足；实现自动昼夜现场实时监控。\n[0005] 为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：一种空中通信中继与侦察系统，包括车载控制中心及单兵终端，其特征在于，所述车载控制中心与单兵终端之间、单兵终端相互之间通过一个升空平台的中继实现远距离无线通信；所述升空平台包括飞行器及所附任务仓，飞行器中设有飞行器控制系统、空中数传电台以及各种飞行传感器；\n任务仓中设有一个空中超短波电台、一个空中控制计算机，该空中控制计算机双向信号连接飞行器控制系统、空中数传电台及飞行传感器；空中数传电台接收车载控制中心发送的飞行控制信号，通过空中控制计算机及飞行器控制系统实现飞行器巡航或悬停，并发送由飞行传感器测得的飞行器状态信息至车载控制中心；所述空中控制计算机还连接有一个视频侦察系统，同时双向信号连接有一个空中无线通信模块和一个空中电源控制单元；视频侦察系统在空中控制计算机的控制下采集视频信号，并通过空中无线通信模块传送视频图像至车载控制中心及单兵终端实现空中侦察；空中无线通信模块和空中超短波电台组成通信中继实现单兵与单兵、单兵与车载控制中心之间的视频、语音信号双向通信；空中电源控制单元连接有仓载电池和恒温单元，通过该恒温单元实现空中平台在-40℃--+60℃大气环境下正常运行。\n[0006] 上述方案中，所述车载控制中心包括一个车载超短波电台，一个连接有车顶视频、飞行器操作单元和显示器的车载控制计算机，该车载控制计算机还双向信号连接有车载无线通信模块、车载数传电台和车载电源控制单元；飞行器操作单元的控制信号通过车载控制计算机由车载数传电台上传至升空平台的任务仓，控制飞行器巡航或悬停，所述车载超短波电台用于与升空平台双向传输语音信号，车载无线通信模块用于接收升空平台下传的侦察视频信号和发射通过车顶视频采集的现场视频信号上传到升空平台；车载电源控制单元连接有市电或车载5kW发电机，在车载电源控制单元的控制下给车载控制中心的各单元供电。\n[0007] 所述车载控制中心设置有一个连接车载电源控制单元的车载恒温单元、一个连接车载控制计算机的温/湿度传感器，该两个单元在车载控制计算机的控制下实现车载控制中心在-40℃--+60℃正常运行。\n[0008] 所述单兵终端包括一个单兵超短波电台、一个连接有视频侦察和显示器的单兵控制计算机，该单兵控制计算机双向信号连接有单兵无线通信模块和单兵电源控制单元；所述单兵超短波电台用于单兵-单兵、单兵-车载控制中心双向传输语音信号；视频侦察用于单兵数据采集并通过单兵控制计算机，由单兵无线通信模块发送至升空平台；单兵无线通信模块同时接收升空平台中继下传的视频信息实现单兵-单兵、单兵-车载控制中心之间的视频双向通信；单兵电源控制单元连接有单兵电池，该电池在单兵电源控制单元的控制下给单兵终端的各单元供电。\n[0009] 所述单兵终端设置有一个连接单兵电源控制单元的单兵恒温单元、一个连接单兵控制计算机的温/湿度传感器，该两个单元在单兵控制计算机的控制下实现单兵终端在-40℃--+60℃正常运行。\n[0010] 与现有的地面侦察通信系统相比，本发明建立了有效的地-空-地多媒体宽带通信链路，同时搭载武警超短波中继电台，使超短波电台网的覆盖范围大大延伸。这样一方面可以对反恐作战、突发事件和自然灾害现场的数据、语音、图像进行实时采集、传输及处理，实现指挥中心与现场的互联互通，使指挥机关能在指挥中心看到实时传输的现场图像，及时了解事发现场实际情况，做出准确的分析判断，达到实时监控，提高决策系统的快速准确性，增强快速反应能力、指挥能力和突发事件的处置能力。另一方面，单兵的战场信息获取能力大大加强，单兵之间亦可保持联系和呼应，有利于机动灵活地协同执行作战任务。满足了武警部队在各种复杂条件下的通信保障需要，有利于提高武警部队的战斗力。\n附图说明\n[0011] 以下结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。\n[0012] 图1是本发明系统结构框图。\n[0013] 图2是图1中升空平台任务仓的结构框图。\n[0014] 图3是图1中车载控制中心的结构框图。\n[0015] 图4是图1中单兵终端结构框图。\n具体实施方式\n[0016] 如图1所示，本发明空中通信中继与侦察系统包括升空平台，单兵终端3，车载控制中心4。升空平台包括：无人固定翼机、无人直升机或无人飞艇等飞行器1及所附的任务仓2，飞行器1中设有飞行器控制系统7、数传电台8以及各种飞行传感器(压力、燃料、电压、温/湿度等)13。飞行器1的飞行高度？？500m，可巡航或悬停，巡航范围为？？50km。\n车载控制中心4可对飞行器1的巡航路径进行控制，实现语音全双工，接收升空平台侦察到的视频信息。单兵终端3主要实现影音信息的采集和命令任务的接收。多个升空平台亦可进行组网通信，增加侦察的角度和侦察覆盖范围。\n[0017] 如图2所示，任务仓2包括：视频侦察系统5、控制计算机14、宽带无线通信模块(WiMAX/WLAN无线通信模块6)、高容量电池9、电源控制单元10、恒温单元11、武警超短波电台12。其中，视频侦察系统5为图像采集器(宽动态低照度高分辨率CCD或非制冷热红外图像传感器)与音视频信号数字处理控制器组成。飞行器1中的数传电台8、飞行器控制系统7以及各种飞行传感器13与控制计算机5双向信号连接。\n[0018] 任务仓2在控制计算机5的控制下，实现飞行器1的安全平稳飞行，同时确保整个空中平台能在-40℃--+60℃正常运行。飞行器1的数传电台8用于接收车载控制中心4发送的飞行控制信号，传送至控制计算机14。在执行任务时，视频侦察系统5在控制计算机\n14的控制下采集视频语音信号，并将其转化成固定格式，通过WiMAX/WLAN无线通信模块6传至地面，达到空中侦察的目的。\n[0019] WiMAX/WLAN无线通信模块6和武警超短波电台12组成通信中继实现单兵与单兵、单兵与升空平台之间的视频、语音信号双向通信，达到空中通信的目的。\n[0020] 高容量电池9采用锂离子电池，该电池在电源控制单元10的控制下给任务仓2的各部分单元供电达到节能环保的效果。以往，武警超短波中继台由于地形限制，天线架设高度有限，利用升空平台高度优势，使其信号质量有良好改观，通信距离明显扩大(20～\n50km)。\n[0021] 如图3所示，车载控制中心4包括：显示器25、车顶视频15、飞行器操作单元16、温/湿度传感器17、控制计算机18、电源控制单元19、WiMAX/WLAN无线通信模块20、数传电台21、武警超短波电台22、恒温单元23、市电220V或车载5kW发电机24。车顶视频15用于采集现场近距离工作场景。WiMAX/WLAN无线通信模块20用于接收和发射侦察到的视频信号。视频信号均送至工业级控制计算机，可在其控制下，在显示器25中实时显示。武警超短波电台22用于与升空平台双向传输语音信号。飞行器操作单元16的控制信息由控制计算机18处理后，通过数传电台21将飞行器的控制信息传至空中平台任务仓2，控制空中平台及飞行器安全平稳飞行。温/湿度传感器17和恒温单元23，在控制计算机18控制下，实现车载控制中心4能在-40℃--+60℃正常运行。不管是市电220V还是选用车载5kW发电机24供电，在电源控制单元10的控制下给车载控制中心4的各部分单元供电达到节能环保的效果。车载控制中心4到武警指挥中心的网络链接包括有线和无线两种方式，进一步确保通信的安全性。\n[0022] 如图4所示，单兵终端包括：显示器34、视频侦察26、温/湿度传感器27、控制计算机28、电源控制单元29、WiMAX/WLAN无线通信模块30、武警超短波电台31、恒温单元32、采用锂离子电池的高容量电池33。单兵侦察时，视频侦察26进行数据采集和转化，并将视频数据传输给控制计算机28，由WiMAX/WLAN无线通信模块30进行转发，同时在显示器34中显示视频信号。WiMAX/WLAN无线通信模块30同时也可以接收通过升空平台中继发来的视频信息，并能在显示器34上显示出来。武警超短波电台31用于单兵-单兵、单兵-升空平台双向传输语音信号。温/湿度传感器27和恒温单元32，在控制计算机28控制下，实现单兵终端3能在-40℃--+60℃正常运行。单兵终端3由高容量电池33供电，在电源控制单元29的集中谐调控制下给单兵终端3的各部分单元供电达到节能环保的效果。