3. 水面无人艇通信链路分段排查

链路分段与测试点定义

水面无人艇的通信链路通常由三段组成:岸基基站至中继浮标(岸—标段)、中继浮标至艇载电台(标—艇段)、以及艇载电台至艇载控制计算机(艇内段)。分段排查的核心是把"整条链路失联"拆成三个可独立验证的连通性区间,逐段测量信号强度与丢包率,从而把故障锁定到具体一段。

测试前先明确各段的物理接口与可测点:岸—标段在基站侧读取发射功率与回传接收电平,在中继浮标侧读取上行接收电平;标—艇段在浮标侧读取下行发射参数,在艇载电台侧读取接收信号强度指示(RSSI)与信噪比;艇内段在电台与飞控/任务计算机之间用回环或心跳报文验证串口/网口连通。参照约定:RSSI 以 dBm 表示,越接近 0 越强;丢包率以测试窗口内丢失报文数除以发送报文数计。

通信链路三段划分与测试点 岸基基站 发射功率 / 回传电平 测试点 T1 中继浮标 上行接收 / 下行发射 测试点 T2 / T3 艇载电台 RSSI / 信噪比 测试点 T4 艇载控制计算机 心跳 / 回环 测试点 T5 岸—标段 无线链路 标—艇段 无线链路 艇内段 有线/串口 判读逻辑:相邻两测试点均正常 → 该段连通;某段两端电平正常但丢包率高 → 该段链路质量劣化; 一端有发射另一端无接收 → 该段中断,故障锁定于该段设备或天线。

分段测试执行与数据记录

按"先艇内、再标—艇、后岸—标"的顺序由近及远测试,可避免因艇内段故障误判为无线链路问题。每段测试窗口建议 60 秒,发送固定长度心跳报文(如 64 字节,1 帧/秒),记录发送数、接收数、RSSI 均值与丢包率。下表为一次示例测试的记录格式(数值为教学示例,非实测):

测试段测试点RSSI/电平发送帧接收帧丢包率判定
艇内段T4→T5—60600%正常
标—艇段T3→T4-78 dBm60575%正常
岸—标段T1→T2-95 dBm601280%异常

上例中艇内段与标—艇段连通性良好,岸—标段接收电平接近接收灵敏度下限且丢包率高达 80%,故障锁定在岸—标段。此时应进一步检查基站天线朝向、浮标上行天线馈线接头与遮挡情况,而非更换艇载电台。

测试时保持艇体静止或低速直航,避免姿态变化引入天线方向图抖动;每段测试前先确认对端设备处于发射状态,防止把"对端未发"误判为"本端未收"。
RSSI 读数需在同一增益设置下比较,切换发射功率或天线增益后应重新建立基线,否则跨段比较会得出错误结论。

故障段确认与记录要点

  • 记录每段的测试时间、海况、艇体姿态与设备增益设置,保证结果可复现。
  • 对异常段做二次复测,排除偶发干扰;若复测仍异常,再进入该段设备与天线的细查。
  • 将各段丢包率与 RSSI 一并归档,作为后续链路质量趋势对比的基线数据。