无人机图传系统和数传系统是无人机通信系统的两个重要组成部分，它们分别用于不同类型的数据传输。以下是它们的主要区别：
一、 无人机图传系统和数传系统对比
1. 功能和用途
图传系统（视频传输系统）
- 功能：主要用于传输实时视频数据。
- 用途：提供无人机摄像头捕获的实时视频流，供地面站或操作者进行实时监控和操作。
数传系统（数据传输系统）
- 功能：主要用于传输控制指令、传感器数据和其他非视频数据。
- 用途：用于无人机的遥控操作、飞行状态监控、传感器数据采集和传输。
2. 数据类型
图传系统
- 数据类型：高带宽的视频数据，包括高清(HD)或超高清(4K)视频流。
数传系统
- 数据类型：低带宽的控制指令、导航数据(如GPS位置)、传感器数据(如温度、湿度、气压等)和其他遥测数据。
3. 带宽和延迟
图传系统
- 带宽要求：较高，因为视频数据量大，需要高带宽来保证视频质量和流畅度。
- 延迟要求：低延迟至关重要，特别是在需要实时操控或监控的应用中。
数传系统
- 带宽要求：相对较低，因为传输的数据量较小。
- 延迟要求：延迟要求根据应用场景不同而有所不同，但通常不如图传系统严格。
4. 传输距离
图传系统
- 传输距离：通常较短，典型范围在几百米到几公里，具体取决于使用的技术和环境条件。
数传系统
- 传输距离：通常较长，可以达到数公里甚至几十公里，特别是在使用低频段和高增益天线时。
5. 技术和频段
图传系统
- 技术：常见的技术包括Wi-Fi(2.4 GHz和5.8 GHz)、模拟视频传输、数字视频传输(如OcuSync、Lightbridge)。
- 频段：主要使用2.4 GHz和5.8 GHz频段。
数传系统
- 技术：包括LoRa、NB-IoT、蜂窝网络(4G/5G)、传统的433 MHz和900 MHz数传电台。
- 频段：使用较广泛的频段，包括433 MHz、868 MHz、900 MHz、2.4 GHz等。
6. 硬件和软件
图传系统
- 硬件：包括摄像头、视频发射模块、接收模块、显示设备(如平板电脑、监视器)。
- 软件：用于视频编码、传输和解码的软件，通常集成在无人机控制软件中。
数传系统
- 硬件：包括数传电台、天线、传感器、飞控系统。
- 软件：用于数据传输和处理的软件，通常集成在飞控和地面站软件中。
总结
无人机图传系统和数传系统在功能、数据类型、带宽需求、传输距离、使用技术和硬件配置上都有显著区别。图传系统专注于高带宽、低延迟的视频数据传输，而数传系统则关注低带宽、长距离的控制指令和传感器数据传输。了解这两者的区别对于优化无人机通信系统和确保任务成功至关重要。
二、 无人机图传系统中视频压缩技术
无人机图传系统中视频压缩技术的最新进展主要体现在以下几个方面：
- H.265/HEVC编码技术的应用：多项研究和产品采用了高效的H.265(也称为HEVC)视频压缩标准。例如，基于仿射模型的无人机视频实时压缩算法利用了H.265编码来实现低复杂度的视频压缩。此外，便携式5G单兵图传设备M71Hv也使用了H.264/H.265视频压缩技术，以支持高清图像传输。
- 改进的视频压缩算法：一些研究对现有的H.265编码算法进行了优化，以适应无人机航拍视频的特点。例如，有研究针对帧内预测和帧间预测两个重要环节提出了优化方案，旨在在保证压缩率的同时大幅降低压缩时间。
- 边缘计算与实时分析：DCC(更深但兼容的压缩)技术是一种基于现有编解码器的实时无人机边缘辅助视频分析技术，能够在不影响边缘执行的视频分析任务的情况下进行更深入的压缩。
- 多视频流传输与高效编码：SPX CommTech COMINT技术提供了一种高效的多视频流传输解决方案，采用HEVC H.265低延迟编码，显著减少了高质量视频和音频数据所需的带宽，并允许实时重新流式传输或转码到多个目的地点。
- 异常帧处理：针对无人机机载视频图像由于天气或电磁波干扰产生的异常帧问题，提出了一种基于预分析剔除异常帧后进行压缩编码的方法，以稳定压缩码率。
三、 数传系统在无人机集群自组织通信中的应用
数传系统在无人机集群自组织通信中的应用案例有多个，以下是一些具体的应用实例：
- 空中自动化中继：利用数传系统实现无人机之间的空中节点中继功能。这种应用可以显著提高无人机集群的通信覆盖范围和可靠性。
- 图数一体传输链路：通过数传系统为无人机提供图像和数据的综合传输链路。这不仅增强了无人机集群的信息传递能力，还提高了任务执行效率。
- 应急通信解决方案：在林业、消防、人防等领域，数传系统被用于构建自组网无人机，以实现空中通信基站的功能。这种方式能够快速组建并延伸控制与通信，不受地理环境限制。
- 巡查信息互联互通：无人机自组网系统应用于巡检场景，通过数传系统实现巡查信息的互联互通，并支持与地面人员的语音通信、视频信息及位置信息采集传输。
- 分布式自适应接入技术：基于任务导向的分布式自适应接入技术在无人机集群协同作战中的应用，展示了不同用户在各个阶段的数据发送与接收情况，确保了高效的数据传输和处理。
- TPUNB数传电台的应用：使用TPUNB协议的无线通信系统，由于其自动组网功能，多个无线设备能够组成一张局域网，完成相互的通信与中继，扩大了通信范围和距离。
- 宽带自组网：在一站多机图传应用中，宽带自组网解决了无人机集群通信的问题，提供了高度自适应性和抗毁性。
四、 高端无人机图传系统的AES128视频加密技术介绍
高端无人机图传系统的AES128视频加密技术主要是通过将视频文件切割为多个片段，并在每个片段上使用AES-128算法进行加密来实现的。具体步骤如下：
- 视频切片：首先，将一个完整的视频文件(如mp4格式)切割成多个TS(Transport Stream)片段。
- 加密处理：在切割过程中，对每一个TS片段使用AES-128算法进行加密处理。AES-128是一种对称密钥加密技术，利用其强大的加密能力对视频数据进行保护。
- 生成索引文件：最后，生成一个m3u8格式的视频索引文件，该文件包含了所有加密后的TS片段的地址信息。
这种加密方式的优点包括：
- 兼容性好：由于采用了m3u8切片加密，因此可以被各种浏览器、手机和平板等设备支持，通用性很好。
- 动态解密：播放时，系统会动态解密相应的数据到内存再进行播放，这样可以确保视频的安全性和流畅性。
五、 无人机数传模块的传输距离
无人机数传模块的传输距离取决于多个因素，包括模块的发射功率、接收灵敏度、使用的频段、天线增益、环境条件和干扰情况。以下是一些常见的无人机数传模块及其典型传输距离：
1. LoRa（Long Range）模块
- 频段：433 MHz、868 MHz、915 MHz
- 典型传输距离：在开阔环境下，LoRa模块的传输距离可以达到5公里甚至更远;在城市环境中，距离可能会缩短到1公里。
2. TPUNB（Techphant Ultra-Narrow Band）模块
- 频段：SUB-1G的ISM面许可频段
- 典型传输距离：TPUNB模块具有低功耗、超远距离传输等特点，在开阔环境下，TPUNB模块的传输距离可达1-10公里。
3. NB-IoT（窄带物联网）模块
- 频段：800 MHz、900 MHz等(基于现有蜂窝网络)
- 典型传输距离：NB-IoT的覆盖范围与传统蜂窝网络相似，通常在城市环境中可达1-10公里，郊区和农村地区可达几十公里。
4. 传统数传电台（如433 MHz、900 MHz）
- 频段：433 MHz、900 MHz
- 典型传输距离：在开阔环境中，传输距离通常在10-20公里;在城市环境中，距离可能缩短到几公里。
5. Wi-Fi（2.4 GHz、5.8 GHz）模块
- 频段：2.4 GHz、5.8 GHz
- 典型传输距离：在开阔环境中，2.4 GHz Wi-Fi的传输距离通常在几百米到1公里;5.8 GHz Wi-Fi的传输距离较短，通常在几百米内。
6. 蜂窝网络模块（4G/5G）
- 频段：多种频段(取决于网络运营商)
- 典型传输距离：覆盖范围与蜂窝网络基站的覆盖范围相同，通常在城市环境中可达几公里，郊区和农村地区可达几十公里。
7. 高增益定向天线
- 特点：显著提高通信距离和信号质量
- 典型传输距离：使用高增益定向天线可以将传输距离扩展到几十公里甚至更远，但需要精确对准天线方向。
8. 软件定义无线电（SDR）模块
- 特点：灵活配置，适应不同频段和技术
- 典型传输距离：取决于具体配置和应用场景，通常在几公里范围内。
环境因素的影响
- 地形和障碍物：山丘、建筑物、树木等障碍物会显著影响信号的传播距离。
- 天气条件：雨、雾、雪等恶劣天气也会影响信号的传输。
- 干扰：其他无线设备的干扰会降低传输距离和通信质量。
总结
无人机数传模块的传输距离可以从几百米到几十公里不等，这取决于所使用的技术、频段、天线配置以及环境条件。选择合适的数传模块和优化天线配置，可以显著提高传输距离和通信可靠性。在实际应用中，需要根据具体任务需求和环境条件选择合适的数传技术和设备。
