中文引用格式: 馬佰超,王慶澤,孫彬,等. 5G-A通感場景下無人機(jī)連續(xù)時延-多普勒信道參數(shù)的評估算法[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用,2026,52(3):25-31.
英文引用格式: Ma Baichao,Wang Qingze,Sun Bin,et al. Evaluation algorithm for continuous time-delay-Doppler channel parameters of UAVs in 5G-A communication-sensing scenarios[J]. Application of Electronic Technique,2026,52(3):25-31.
引言
近年來,無人機(jī)“黑飛”事件頻發(fā),對變電站安全運(yùn)行構(gòu)成嚴(yán)重威脅。2022年某地區(qū)變電站因無人機(jī)違規(guī)闖入與高壓設(shè)備碰撞,導(dǎo)致設(shè)備短路跳閘,造成周邊區(qū)域3小時停電;2023年另一變電站遭無人機(jī)攜帶異物干擾,引發(fā)設(shè)備絕緣故障,直接經(jīng)濟(jì)損失超百萬元。傳統(tǒng)低空安全防護(hù)感知技術(shù)存在明顯短板:雷達(dá)探測易受電磁干擾,定位精度僅能達(dá)米級;光電探測受天氣影響顯著,夜間或惡劣天氣下誤報率高達(dá)30%以上;單一探測手段難以實現(xiàn)全時段、全方位覆蓋[1]。
5G-A通感一體化(Integrated Sensing and Communication, ISAC)技術(shù)憑借通信與感知融合優(yōu)勢,具備高精度、廣覆蓋、抗干擾強(qiáng)等特性,為解決變電站低空安全防護(hù)難題提供了全新技術(shù)路徑[2]。本研究聚焦變電站低空安全防護(hù)核心需求,深入探索通感一體化在低空目標(biāo)感知中的應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù),通過構(gòu)建科學(xué)的感知參數(shù)體系、優(yōu)化定位環(huán)境建模方法、改進(jìn)參數(shù)估計算法,實現(xiàn)對低空無人機(jī)目標(biāo)的精準(zhǔn)識別、定位與跟蹤,將目標(biāo)感知精度提升至分米級,誤報率控制在5%以內(nèi)。研究成果可有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)防護(hù)技術(shù)缺陷,完善變電站安全防護(hù)體系,為電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行提供堅實保障,同時為5G-A技術(shù)在電力行業(yè)的規(guī)?;瘧?yīng)用提供技術(shù)支撐與實踐參考[3]。
國外在5G-A通感一體技術(shù)研究方面起步較早,歐盟 “5G-ANNA”項目已實現(xiàn)基于通感一體化技術(shù)的低空目標(biāo)監(jiān)測原型系統(tǒng),定位精度達(dá)到0.5 m,但在電力場景適配性上缺乏針對性優(yōu)化[4-5];美國斯坦福大學(xué)提出的多維度參數(shù)聯(lián)合估計方法[6],雖提升了感知效率,但未考慮變電站復(fù)雜電磁環(huán)境的影響。國內(nèi)方面,華為、中興等企業(yè)已完成5G-A通感一體化基站的初步研發(fā),在城市低空監(jiān)控場景開展試點應(yīng)用;電力行業(yè)相關(guān)研究多集中于傳統(tǒng)感知技術(shù)的升級改造,如基于AI的雷達(dá)信號處理優(yōu)化,而將5G-A通感一體化技術(shù)應(yīng)用于變電站低空防護(hù)的研究尚處于起步階段,缺乏完整的技術(shù)體系與實踐驗證[5]。
本文創(chuàng)新點主要體現(xiàn):(1)針對變電站特殊電磁與地理環(huán)境,構(gòu)建定制化的感知參數(shù)體系,提出融合環(huán)境特征的定位環(huán)境重構(gòu)方法;(2)基于正交時頻空間(Orthogonal Time Frequency Space,OTFS)調(diào)制波形設(shè)計適用于通感一體場景的高精度連續(xù)時延-多普勒參數(shù)估計算法。研究采用理論分析法與建模仿真相結(jié)合的技術(shù)路線,深入剖析通感一體化技術(shù)原理與低空目標(biāo)特性,搭建基于5G-A通感一體化的實驗平臺,通過仿真驗證,確保研究成果的科學(xué)性與實用性。
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作者信息:
馬佰超,王慶澤,孫彬,王天俁
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