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Review on the Technological Development and Application of UAV Systems

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Chinese Journal of Electronics 2020年第2期29卷 199-207页

作者： fan bangkui LI Yun ZHANG Ruiyu FU Qiqi Chinese Academy of Engineering

Unmanned aerial vehicles(UAVs) are products of deep integration of aviation technology and Information technology(IT). The core factor of why the UAV industry can become a relatively independent industry and experience rapid development is the full penetration of IT into the aviation industry. Under the networked environment, UAVs are now becoming datadriven mobile agents. With the development of information technology, information transmission networking, operation space digitizing, and flight platform intelligentizing will become the main trends of technological development of UAV systems. The application of UAV systems is not merely a paradigm in transportation, but will more importantly produce "UAV+" novel production modes,service formats, and combat modes associated with *** emerging trends will have profound impacts on future economic and social development as well as the building of armed forces.

关键词： Unmanned aerial vehicle(UAV) Information technology(IT) Information network Data driven Mobile agent

An improved motion compensation method for high resolution UAV SAR imaging

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Science China(Information Sciences) 2014年第12期57卷 109-121页

作者： fan bangkui DING ZeGang GAO WenBin LONG Teng School of Information and Electronics Beijing Institute of Technology Beijing Institute of Information Technology

The polynomial and sinusoidal motion errors always exist in the unmanned aero vehicle(UAV)SAR due to the small size and low velocity of the platform,causing serious spectrum compressing/stretching and significant spectral replicas of the azimuth *** motion errors induce serious blurring of the SAR image and"ghost targets",and can hardly be precisely estimated by the conventional motion compensation(MOCO)*** this paper,an improved MOCO method is proposed to estimate and eliminate the motion errors in the high resolution UAV SAR without high precision inertial navigation system(INS)*** time domain range walk correction(RWC)operation in the coarse phase error estimation process of the proposed MOCO method is the key operation that ensures the estimation accuracy of the whole MOCO ***,the validity of the improved MOCO method is verified by computer simulations and real UAV SAR data processing.

关键词： motion error unmanned aero vehicle(UAV) SAR motion compensation(MOCO) range walk correction(RWC) high resolution

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无人机系统与人工智能

武汉大学学报（信息科学版） 2017年第11期42卷 1523-1529页

作者：樊邦奎张瑞雨中国工程院北京100094 北京市信息技术研究所北京100094

随着人工智能技术的迅猛发展,无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)的发展在21世纪将迎来新的爆发。首先从历史发展的角度出发,综述和分析了无人机控制系统发展的各个阶段的特点;其次,着重分析无人机和无人机系统对人工智能技术的需求;... 详细信息

随着人工智能技术的迅猛发展,无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)的发展在21世纪将迎来新的爆发。首先从历史发展的角度出发,综述和分析了无人机控制系统发展的各个阶段的特点;其次,着重分析无人机和无人机系统对人工智能技术的需求;最后,探讨了无人机系统对未来的潜在影响和适用性。

关键词：无人机人工智能技术需求畅想

Analysis of Technical Properties of Wind and Solar Photovoltaic Power

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Journal of Applied Mathematics and Physics 2013年第4期1卷 39-44页

作者： Guanjun Ding bangkui fan Teng Long Haibin Lan Yan Liu Jing Wang Key Research Lab for Information Beijing Information Technology Institute Beijing China School of Information and Electronics Beijing Institute of Technology Beijing China School of Science The Second Artillery Engineering University Xi’an China

Most of electricity power in China comes from coal and hydropower. Already, China must import nearly half of its oil. Concerns about power capacity shortages and air pollution are all adding urgency and pressure to switch to alternative technologies and renewable energy. Among renewable energy sources, wind power and solar photovoltaic power are playing key roles in China, and are the fastest-growing power generation technologies. So this paper focuses on them and analyzes the corresponding technical properties of them. First of all, wind power transforms the kinetic energy from the wind into electricity by using wind turbines. Thus the basic components of wind turbines are described. Wind speed is an important factor to wind energy. So the features of wind speed are analyzed, and the wind energy is calculated. Second, the technical properties of solar photovoltaic power are discussed, including photovoltaic cells and modules, battery, inverter and photovoltaic controller. Photovoltaic energy is also analyzed and calculated. Third, the environmental impacts of wind power and solar photovoltaic power are presented. Finally, the relevant conclusions are drawn.

关键词： Wind Power Solar Photovoltaic Power Technical Properties Environmental Impacts

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浅析低空智联网与无人机产业应用

地理科学进展 2021年第9期40卷 1441-1450页

作者：樊邦奎李云张瑞雨中国工程院北京100088 北京市信息技术研究所北京100094

无人机正处于技术快速突破与应用快速增长的重要时期,将成为低空经济发展的重要推手。低空智联网是无人机产业发展的基石,是在低空空域实现"人—机—物"三元融合万物智能互联的重要基础设施。低空智联网体系架构就是依托天空地海网络基... 详细信息

无人机正处于技术快速突破与应用快速增长的重要时期,将成为低空经济发展的重要推手。低空智联网是无人机产业发展的基石,是在低空空域实现"人—机—物"三元融合万物智能互联的重要基础设施。低空智联网体系架构就是依托天空地海网络基础设施,实现传统互联网络向万物智能互联网络演进,形成适合低空业务数字化、智能化运营的实体网络空间,可为无人机产业发展提供一个网络化、数字化、智能化的运营环境,对促进低空经济发展具有重要意义。

关键词：低空智联网无人机产业低空经济新基建信息传输网络化运行空间数字化空域管理智能化

低载噪比条件下小型无人机直扩信号的快速粗同步设计

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信号处理 2019年第8期35卷 1402-1409页

作者：付承昊樊邦奎卜智勇中国科学院上海微系统与信息技术研究所上海200050 中国科学院大学北京100049

在小型侦察型无人机军事应用领域,一般扩频信号的粗同步技术已经难以达到目前低速低动态低载噪比的作战需求,本文针对该应用需求,设计了一种适用于小型侦察无人机直扩信号粗同步的二次FFT与自相关累积结合的方法,在低载噪比条件下相关... 详细信息

在小型侦察型无人机军事应用领域,一般扩频信号的粗同步技术已经难以达到目前低速低动态低载噪比的作战需求,本文针对该应用需求,设计了一种适用于小型侦察无人机直扩信号粗同步的二次FFT与自相关累积结合的方法,在低载噪比条件下相关峰明显,不受残留载波和累积时间影响,底噪干扰小,频偏估计准确,有效保障小型无人机低载噪比军事应用上的信号接收稳定性。

关键词：无人机通信快速粗同步二次FFT和自相关累积低载噪比

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大规模无人机集群通信定位一体化技术

信号处理 2024年第1期40卷 7-16页

作者：樊邦奎刘德康张瑞雨唐家玮常添智能协同感知与分析认知实验室北京100094 中国工程院北京100088 北京航空航天大学电子信息工程学院北京100083 北京理工大学信息与电子学院北京100081

大规模无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)集群通过部署大量低成本无人机,依靠协同感知、信息共享和分工协调完成各类复杂任务,具备高度的智慧性和自主性,已逐渐成为无人机集群技术未来的发展趋势。大规模无人机集群十分依赖高精度定... 详细信息

大规模无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)集群通过部署大量低成本无人机,依靠协同感知、信息共享和分工协调完成各类复杂任务,具备高度的智慧性和自主性,已逐渐成为无人机集群技术未来的发展趋势。大规模无人机集群十分依赖高精度定位技术,以维持集群稳定、避免相互碰撞、实现目标指引。然而,在现有的主要导航定位方式中,微机电(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)惯性导航存在严重的累积误差,而复杂电磁环境下卫星导航易受到干扰,均难以实现高精度相对定位和长时间全局定位。针对这一问题,本文依靠通信测距技术,实现无人机集群内部高精度相对测距,修正惯导定位误差,为无人机集群在卫星导航拒止条件下执行任务提供高精度导航定位服务。本文建立了惯性导航定位模型和通信测距信号模型,构造了基于最大后验概率(Maximum A Posteriori,MAP)方法的融合定位问题,推导得到了该定位问题的克拉美-罗下界(Cramér-Rao Lower Bound,CRLB),并提出了一种基于高斯牛顿优化的全信息融合定位方法。针对长距离飞行中,测距精度远高于惯导定位精度的场景,本文提出了一种基于优超函数算法(Scaling-by-Majorizing-A-Complicated-Function,SMACOF)的高精度测距辅助定位方法,通过建立高精度相对坐标和最优变换参数估计,实现最优位置估计,并分析了该方法的性能改进程度。最后,通过数值仿真验证本文所提出的方法能够将融合后的定位标准差降低至惯导定位标准差的√2/N,能够渐进达到CRLB性能。

关键词：无人机集群通信定位一体化全信息融合定位

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中国无人机遥感技术突破与产业发展综述

地球信息科学学报 2019年第4期21卷 476-495页

作者：晏磊廖小罕周成虎樊邦奎龚健雅崔鹏郑玉权谭翔空间信息集成与3S工程应用北京市重点实验室(北京大学) 北京100871 中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101 中国科学院无人机应用与管控研究中心北京100101 天津中科无人机应用研究院天津301800 北京信息技术研究所北京100094 武汉大学遥感信息工程学院武汉430079 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033

无人机是未来网络环境下一种数据驱动的空中移动智能体,而无人机遥感则是无人机应用最重要的引领性产业。本文首先以国内外无人机遥感发展现状为背景,重点概述了中国无人机遥感21世纪以来"十五"到"十三五"所获得的具有代表性的国家支持... 详细信息

无人机是未来网络环境下一种数据驱动的空中移动智能体,而无人机遥感则是无人机应用最重要的引领性产业。本文首先以国内外无人机遥感发展现状为背景,重点概述了中国无人机遥感21世纪以来"十五"到"十三五"所获得的具有代表性的国家支持与推动的发展历程,阐述了无人机遥感定标场,航空航天定标场的建立以及应用验证,包括无人机遥感系统的载荷与系统技术发展;然后,进一步阐述了以遥感定标场、地物参量引导载荷性能、系统模型为代表的中国无人机遥感的相关技术跨越;接着,概略介绍了无人机遥感在国防反恐安全以及跨国应急救援,国土测绘与海洋岛礁测绘应用,地质灾害应用以及国家应急救援等领域的产业应用;最后,介绍了中国在无人航空遥感领域展开的跨越性的工作,包括组网智能控制、精度和实时性度量基础、载荷平台自组织冗余容错、遥感大数据云处理技术和无人机遥感组网实用化等内容。未来无人机遥感发展的总体目标是建立起具备迅捷信息获取能力的无人航空器组网观测系统,实现无人航空器组网技术由项目层面跨越到遥感领域,同时也为中国成为世界遥感强国的国家战略跨越奠定基础。

关键词：无人机遥感产业发展技术突破智能组网发展综述

遥感信息质量提升的源端方法及其地学-光电参量关联物理基础

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中国科学：技术科学 2021年第1期51卷 65-77页

作者：晏磊姜凯文樊邦奎郑玉泉王明志勾志阳胡秀清左正康付瑜赵红颖北京大学遥感与地理信息系统研究所空间信息集成与3S工程应用北京市重点实验室北京100871 北京市信息技术研究所北京100094 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033 桂林航天工业学院广西高校无人机遥测重点实验室桂林541004 中国科学院空天信息创新研究院北京100190 北京普达迪泰科技有限公司北京100089 国家卫星气象中心北京100081

遥感信息质量提升是高分辨率遥感定量化发展的基础和追求目标.本文提出了一种从成像系统源端提升遥感信息质量的新方法,实现了地学-光电参量的相互转换,通过连续调整成像传感器光电参量使得地物观测影像误差最小化,即提升遥感信息质量.... 详细信息

遥感信息质量提升是高分辨率遥感定量化发展的基础和追求目标.本文提出了一种从成像系统源端提升遥感信息质量的新方法,实现了地学-光电参量的相互转换,通过连续调整成像传感器光电参量使得地物观测影像误差最小化,即提升遥感信息质量.具体是通过外场定标实验获得的影像DN值,利用地物L的校正模型DN=kL+g,调整光电参量使得真实拟合系数k逼近1和偏差g逼近0,此时影像DN值接近地物真值L.进一步地,当k偏离1, g偏离0时,地物观测误差增大,仪器退化.然后根据光电参量分解方程可得到仪器退化的具体部件,得以跟踪仪器性能并进行改进.以此建立的地学-光电参量转换遥感成像载荷品质度量、研发新机制,建立地表参量与成像系统光电参量有效关联,从光电成像系统源头破解遥感成像误差难以等效度量的难题.理论和实验证明其有效可行.

关键词：遥感信息质量地学-光电参量转换传感器外场定标观测误差仪器退化