一种基于无人机的海床基数据电磁回收方法与流程

1.本发明属于电波传播研究领域，特别涉及该领域中的一种基于无人机的海床基数据电磁回收方法。


背景技术：

2.目前海床基已经广泛地应用于海洋观测项目，海床基的数据电磁回收方法是海床基应用中的关键问题。海床基分为自容式、有线式和水声通信式三种类型。自容式海床基，采用的是定期回收的方式，但是存在数据回收周期长、成本高等问题。有线式海床基具有实时、带宽高等优点，但需要大型计划支持，投入巨大。水声通信式海床基，主要采用船舶巡航方式，存在通信速率慢、作业范围小、水声越过海水空气界面损耗大、水声信道复杂等不足。目前数据回收方式主要是基于调查船和浮标中继这两种方式。然而，调查船方式具有成本高、数据回收效率低的不足，而浮标中继方式系统复杂、易受人为毁坏。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题就是提供一种基于无人机的海床基数据电磁回收方法。
4.本发明采用如下技术方案：
5.一种基于无人机的海床基数据电磁回收方法，其改进之处在于，包括如下步骤：
6.步骤1，在海底某些区域放置两个以上的海床基：
7.用船把两个以上的海床基投放到海底某些区域并固定，各海床基固定后，分别进行海洋监测和采集实验数据；
8.步骤2，把环形发射天线布放在各海床基上；
9.步骤3，把接收天线放置在无人机上；
10.步骤4，用无人机与海床基进行无线通信，把海床基监测的数据通过无人机进行电磁回收。
11.进一步的，在步骤2中，环形发射天线的有效面积a
s
由下列关系式给出：
[0012][0013]
式中，a为实际面积，γ2＝(iσ2μω)
1/2
，其中σ2为海水中的导电率，μ为导磁率，ω＝2πf，a为绝缘球体的半径，当绝缘球体较小时，aγ2＜＜1，a
s
≈a，其它情况下，a
s
＜a。
[0014]
进一步的，在步骤4中，选择msk调制方式。
[0015]
本发明的有益效果是：
[0016]
本发明所公开基于无人机的海床基数据电磁回收方法，具有成本低、风险小、作业范围广、可以跨越海水—空气分界面等优点。
附图说明
[0017]
图1是本发明方法的原理示意图。
具体实施方式
[0018]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0019]
实施例1，本实施例公开了一种基于无人机的海床基数据电磁回收方法，如图1所示，利用无人机与海底布设的海床基进行通信，实现监测数据电磁回收。具体步骤如下：
[0020]
步骤1，在海底某些区域放置几个海床基：
[0021]
用小船把海床基投放到海底某些区域，海底凹凸不平，需要把海床基进行固定，以免被海水冲走。各海床基固定后，分别进行海洋监测和采集实验数据；
[0022]
步骤2，把环形发射天线布放在各海床基上；
[0023]
根据国内外资料可知，海水中电天线的电阻小于0.2欧姆，电流距和电流大小由电天线的尺寸和发射功率的大小决定。
[0024]
在海水中磁天线采用环形天线形式，环形发射天线的有效面积a
s
由下列关系式给出：
[0025][0026]
式中，a为实际面积，γ2＝(iσ2μω)
1/2
，其中σ2为海水中的导电率，μ为导磁率，ω＝2πf，a为绝缘球体的半径，当绝缘球体较小时，aγ2＜＜1，a
s
≈a，其它情况下，a
s
＜a。另外，海水中环形天线的阻抗较大，功率恒定时，电流较小。
[0027]
选用适合于海水中的环形发射天线，把它固定在几个相距一定距离的海床基上，使发射天线正常工作。
[0028]
步骤3，把接收天线放置在无人机上：
[0029]
在无人机上安装接收天线，天线的尺寸大小由无人机的大小、载重、飞行高度、通信距离和通信速率等因素确定。通过无人机接收天线实现无人机与海床基之间的监测数据电磁回收。
[0030]
步骤4，用无人机与海床基进行无线通信，把海床基监测的数据通过无人机进行电磁回收。
[0031]
根据收发系统尺寸、通信距离、可通速率及误码率分析无人机与海床基之间的通信体制。海床基和无人机上的收发系统尺寸需根据海床基和无人机的尺寸、结构和重量进行选择。通信距离与选择的天线形式、尺寸、发射功率等有关。安装在海床基和无人机上的天线尺寸小、功率低。可通速率与选择的调制方式有关，选择msk调制方式，频带窄，可通速率高。可通过提高信噪比来降低误码率。根据采集的海床基数据量，通过适用于无人机和海床基的通信体制，实现数据电磁回收。


技术特征：
1.一种基于无人机的海床基数据电磁回收方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，在海底某些区域放置两个以上的海床基：用船把两个以上的海床基投放到海底某些区域并固定，各海床基固定后，分别进行海洋监测和采集实验数据；步骤2，把环形发射天线布放在各海床基上；步骤3，把接收天线放置在无人机上；步骤4，用无人机与海床基进行无线通信，把海床基监测的数据通过无人机进行电磁回收。2.根据权利要求1所述基于无人机的海床基数据电磁回收方法，其特征在于：在步骤2中，环形发射天线的有效面积a
s
由下列关系式给出：式中，a为实际面积，γ2＝(iσ2μω)
1/2
，其中σ2为海水中的导电率，μ为导磁率，ω＝2πf，a为绝缘球体的半径，当绝缘球体较小时，aγ2＜＜1，a
s
≈a，其它情况下，a
s
＜a。3.根据权利要求1所述基于无人机的海床基数据电磁回收方法，其特征在于：在步骤4中，选择msk调制方式。

技术总结
本发明公开了一种基于无人机的海床基数据电磁回收方法，包括如下步骤：步骤1，在海底某些区域放置两个以上的海床基：用船把两个以上的海床基投放到海底某些区域并固定，各海床基固定后，分别进行海洋监测和采集实验数据；步骤2，把环形发射天线布放在各海床基上；步骤3，把接收天线放置在无人机上；步骤4，用无人机与海床基进行无线通信，把海床基监测的数据通过无人机进行电磁回收。本发明所公开基于无人机的海床基数据电磁回收方法，具有成本低、风险小、作业范围广、可以跨越海水—空气分界面等优点。等优点。等优点。


技术研发人员：王元新 张世田 彭怀云 张红旗 毛云志 刘菊 王辛 陈宇 韩逍菲 刘凯 孙佳欣 赵越 袁姿豪
受保护的技术使用者：中国电波传播研究所（中国电子科技集团公司第二十二研究所）
技术研发日：2021.05.26
技术公布日：2021/10/8