基于Google Earth的无人机中继布局优化软件

李妍文+霍帅珂+陈伟桢+朱秋明+李浩+蒋志成

摘 要： 建立了一个无人机作为中继的通信网络系统，并通过对中继链路和高空中继覆盖区域进行几何建模，推导获得了无人机在一定飞行高度的信号覆盖区域。在此基础上，基于Google Earth和Visual C++ 6.0软件平台，开发了一套无人机中继系统可视化网络优化软件。测试结果表明，该软件操作简便且运行稳定，能够实现无人机的静态最优布置与动态飞行路径规划，对于解决网络节点高速和大范围移动导致的网络中断问题，具有重要的工程应用价值。

关键词： 谷歌地球； 无人机； 移动自组网； 中继平台； 网络优化

中图分类号： TN911?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）04?0060?04

Software of UAV relay layout optimization based on Google Earth

LI Yan?wen， HUO Shuai?ke， CHEN Wei?zhen， ZHU Qui?ming， LI Hao， JIANG Zhi?cheng

（College of Electronic and Information Engineering， Nanjing University of Aeronautics and Astronautics， Nanjing 210016， China）

Abstract： A communication network system which is relayed by UAV was established. A geometric modeling for the trunk links and aerological relay coverage areas was made. The signal coverage areas where the UAV flies at a certain height were obtained. Furthermore， a visual network optimization software for the UAV relay system was developed based on Google Earth and Visual C++ 6.0. The testing results indicate that the software has the advantages of easy operating and stable running， and can realize statically optimal placement and dynamic flying path planning of UAV. Therefore， it is of great project application value in solving the problem of network interruption caused by the high?speed and large?scale moving of network nodes.

Keywords： Google Earth； UAV； mobile Ad?hoc network； relay platform； network optimization

0 引 言

无线移动自组织网络具有组网快速灵活、可靠性高、抗毁性强等优点，特别适用于战场的恶劣通信环境。但网络中结点的移动及其活动范围扩大等因素导致的网络连通性变化使其应用范围严重受限。针对该问题最有效的一个解决方法是引入无人机作为中继节点，为移动中的网络节点提供中继通信，以提升网络的连通性和可靠性。

文献[1?3]研究了静态场景下具有无线通信组网能力的无人机中继平台布置问题，但未考虑中继通信的动态维持问题，也没有讨论无人机中继和地面节点移动对网络连通性的影响。近期动态场景下无人机中继的飞行路径和网络性能优化等问题的相关研究受到越来越多关注[4?6]。其中，文献[4]定义了四种连通性准则并给出对应无人机中继平台的最优布置和飞行路径，指出单无人机中继系统可显著提高网络连通性，文献[5]则进一步研究了多无人机中继的最优飞行路径问题。……