本书为“十四五”高等职业教育装备制造大类专业系列教材之一。全书共12 章,分为两部分,即无人机通信技术和无人机导航技术,主要包括无人机通信技术分类、视距链路通信技术、移动互联通信系统/ 局域网、卫星通信技术、无人机通信技术应用实例、无人机导航技术发展历程、无人机导航技术分类、陆基导航技术、其他/ 自导航系统、组合导航系统、无人机导航技术应用实例等内容。

本书适合作为高等职业院校装备制造大类无人机应用技术专业、电子信息类相关专业的教材,也可供从事无人机通信导航领域工作的工程技术人员参考。

党的二十大报告提出:“建设现代化产业体系。坚持把发展经济的着力点放在实体经济上,推进新型工业化,加快建设制造强国、质量强国、航天强国、交通强国、网络强国、数字中国。实施产业基础再造工程和重大技术装备攻关工程,支持专精特新企业发展,推动制造业高端化、智能化、绿色化发展。巩固优势产业领先地位,在关系安全发展的领域加快补齐短板,提升战略性资源供应保障能力。推动战略性新兴产业融合集群发展,构建新一代信息技术、人工智能、生物技术、新能源、新材料、高端装备、绿色环保等一批新的增长引擎。”

技术技能型人才是建设现代化产业体系的主力军,高质量的高等职业教育对高素质技术技能型人才培养起到了至关重要的作用。随着我国迈入新发展阶段,国民经济结构与产业转型升级速度不断加快,对高素质技术技能型人才培养提出更高要求。

无人机技术经过近百年的发展,已经形成了比较完善的理论体系和系统组成,其中,无人机通信技术和无人机导航技术作为无人机技术的两大重要组成模块,涉及多门学科和技术,具有科学的体系架构,长期以来一直属于研究和应用的热点领域。

本书以上述经济社会和产业升级新动态为背景,及时吸收新技术、新应用、新标准,完善知识体系,重点讲述无人机通信导航技术的基本原理和应用,以发展历程、技术分类、系统类别、技术应用为主线,对无人机通信技术和无人机导航技术两大部分进行了分类介绍,将无人机的两大组成部分呈现在读者面前。

本书分两部分,共12 章,阐述了无人机通信技术和无人机导航技术。无人机通信技术主要包括无人机通信技术分类、视距链路通信技术、移动互联通信系统/ 局域网、卫星通信技术、无人机通信技术应用实例等章。在对无人机通信技术全面介绍的基础上,着重介绍了卫星通信技术原理和无人机通信典型应用场景,并分析了各类通信技术的特点。无人机导航技术主要包括无人机导航技术分类、陆基导航技术、其他/ 自导航系统、组合导航系统、无人机导航技术应用实例等章。在对无人机导航技术全面介绍的基础上,着重介绍了陆基导航技术、其他/ 自导航系统以及无人机导航技术典型应用场景,并分析了各类导航技术的特点与优势。

本书在编写模式上避免纯理论性叙述,以无人机通信与导航技术发展历程为主线,在介绍必要知识的基础上,适当加入技术原理和公式模型,用于知识点的讲解。此外,讲解了典型的通信系统、导航系统组成与原理,并介绍了典型的应用领域与场景,力求读者在学习过程中既能掌握无人机通信与导航相关理论知识,又能理解该技术在社会生产实践中的应用,旨在培养学生解决实际问题的能力。

本书由中国兵器工业试验测试研究院胡杰、江西飞行学院徐剑锋任主编,中国兵器工业试验测试研究院刘亮、天津现代职业技术学院岳鹍任副主编,参加编写的还有中国兵器工业集团人才研究院孙汉中,泸州职业技术学院陈小怡,中国兵器工业试验测试研究院杨江、毕哲源、万上宾、白高磊、白仓锋、刘海岗、杨彬、李春臻、李淳、付海清、张宁。其中,第1 章由胡杰、徐剑锋、万上宾编写,第2 章由毕哲源编写,第3 章由刘海岗编写,第4 章、第5 章由杨江、白高磊、岳鹍编写,第6 章由孙汉中、付海清编写,第7 章由张宁编写,第8 章、第9 章由白仓锋、陈小怡编写,第10 章由刘亮、李春臻编写,第11 章由杨彬编写,第12 章由李淳编写。全书由徐剑锋制定编写提纲,由胡杰负责统稿。

由于编者水平有限,加之编写时间仓促,书中疏漏与不妥之处在所难免,希望广大读者给予批评指正。

编 者

2024 年10 月

第一部分 无人机通信技术
第1 章 绪  论  2
1. 1  无人机发展历程  2
1. 2  陆基导航技术  13
1. 3  星基导航定位系统  15
1. 4  美国的 GPS  17
1. 5  俄罗斯的 GLONASS  18
1. 6  我国的北斗卫星导航系统  19
1. 7  欧盟的伽利略系统(Galileo)  22
1. 8  其他导航系统  22
习题  23
第2 章 无人机通信技术分类  24
2. 1  按通信频段分类  25
2. 2  按通信方式分类  27
习题  33
第3 章 视距链路通信技术  34
3. 1  视距链路通信技术特点  34
3. 2  视距链路通信链路工作过程及性能指标  34
3. 3  视距链路消息标准和通信协议  37
3. 4  视距链路通信的用途及发展  38
习题  40
第4 章 移动互联通信系统 局域网  41
4. 1  移动通信发展历程  41
4. 2  移动互联通信技术  45
4. 3  局域网通信技术  48
习题  53
第5 章 卫星通信技术  54
5. 1  卫星通信简介  54
5. 2  卫星通信系统组成、分类及特点  57
5. 3  卫星通信系统  60
习题  91
第6 章 无人机通信技术应用实例 92
6. 1  无人机通信技术在消防救援中的应用  93
通信导航技术
Ⅱ 
6. 2  无人机通信技术在电力行业中的应用  96
6. 3  无人机通信技术在农林植保中的应用  99
6. 4  无人机通信技术在其他领域的应用  102
习题 104
第二部分 无人机导航技术
第7 章 无人机导航技术发展历程  106
7. 1  概述  106
7. 2  导航技术近代发展简史  115
7. 3  导航技术的发展趋势  119
习题 124
第8 章 无人机导航技术分类  125
8. 1  陆基导航  125
8. 2  星基导航定位系统  130
8. 3  其他导航系统  133
习题 135
第9 章 陆基导航技术  136
9. 1  陆基(通信)导航定位技术原理  136
9. 2  民用航空导航定位技术  148
9. 3  塔康系统  154
习题 169
第10 章 其他 自导航系统  170
10. 1  MEMS 惯性传感器  170
10. 2  视觉导航技术  176
10. 3  超声波导航技术  181
10. 4  UWB 定位系统  182
习题 184
第11 章 组合导航系统  185
11. 1  组合导航技术  185
11. 2  组合导航系统  185
11. 3  组合导航工程应用  188
习题 189
第12 章 无人机导航技术应用实例  190
12. 1  无人机在山地灾害救援中的应用  190
12. 2  无人机在林业中的应用  193
12. 3  无人机在测绘上的应用  197
12. 4  无人机在军民融合领域的应用  198
习题 199
参考文献  200

胡杰，中国兵器工业试验测试研究院。徐剑锋，江西飞行学院

本书为“十四五”高等职业教育装备制造大类专业系列教材之一。全书共12 章,分为两部分,即无人机通信技术和无人机导航技术,主要包括无人机通信技术分类、视距链路通信技术、移动互联通信系统/ 局域网、卫星通信技术、无人机通信技术应用实例、无人机导航技术发展历程、无人机导航技术分类、陆基导航技术、其他/ 自导航系统、组合导航系统、无人机导航技术应用实例等内容。