专利名称：通过功率测量控制一组编队飞行器中飞行器的相对位置的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一组飞行器，例如人造卫星，用于编队移动共同执行 任务，这就要求更精确地控制飞行器间的相对位置。
背景技术：
本领域技术人员都知道， 一些飞行器组，例如，人造卫星，为了 共同执行任务，互相之间必须以一定精度定位。这种定位必须在任务 的开始阶段就起作用，例如在将卫星放入轨道时。然而，在任务执行 过程中也应该起作用，或者实现该组的部分或者全部重新配置，或者 减轻影响一个或多个飞行器的技术失效(或者设备故障)。
为了提供这种定位，已经提出在每个飞行器上(或者至少那些对 执行任务很重要的飞行器上)配备控制设备，其一方面包括发送/接收 天线，也可能由接收天线实现，安装在飞行器的不同定向的面上负责
发送/接收射频(RF)信号，另一方面包括"RF传感器"，"RF传感器" 包括用来估算天线间接收到的信号路径差的第一测量装置，和根据接 收到的信号的功率估算组内其他飞行器发送的信号的发送方向(通常 称作"视轴线")的处理装置。
这种控制设备也可以包括第二测量装置，负责根据天线接收的信 号以及组内其它飞行器发送的辅助信号估算它们的飞行器与组内其它 的飞行器之间的每个差别，并表示将其与其它飞行器分开的各自的距 离。在这种情况下，处理装置可以根据估算的距离和估算的视轴线， 确定组内的飞行器相对于选定的坐标系的相对位置。
最后，如果控制设备包括分析装置，它可以根据确定的相对位置 来探测飞行器碰撞的风险，或者甚至提出一种与这些相对位置成函数 关系的其飞行器的避免策略，并且一旦故障和碰撞的风险消除后可能 重新配置编队。
如果天线被安装在选好的位置(例如为限制多路径)并且第一测
量装置采用减少路径差测量的模糊的鲁棒方法，则能够获得几千米数 量级的路径差，因此发送方向具有一度数量级的精度。
为了使得控制设备在每个方向都能工作，以便确定任意相对位置， 每个飞行器必须在一定数量的方向面上都安装三个一组的天线(一个 发送/接收天线和两个接收天线)。现在，首先，在飞行器上安装天线是 很困难的，第二，大量的天线使得控制设备复杂化，第三，减少路径 差方面的模糊性是个复杂的过程，很难与碰撞探测所需的鲁棒性和反 应时间兼容。
毫无疑问，可以采用其它技术来估算飞行器的相对位置，例如
LIDAR或者RADAR，但是这些技术是很昂贵和复杂的，或者安装在 飞行器上是很困难的，尤其是在人造卫星上。
也可以采用基于相对GPS (全球定位系统)来估算任意相对位置 的技术。然而，这种方案并不总是适于编队飞行任务，或者因为任务 高度相比GPS卫星群的高度太高，或者因为要求辅助的或者独立的定 位装置。
没有已知的方案证明能满足所有的要求，因此本发明的一个目的 就是改进这种情况。
发明内容
为了此目的，提出了一种用于一组准备按照选定编队飞行的飞行 器中的一个飞行器上的控制设备，包括一组安装在所述飞行器的至少 三个不同定向的面上并用于发送/接收射频信号的至少三个发送/接收 天线，和用于根据由所述天线接收的所述信号来估算由组内其它飞行 器发送的信号的发送方向的处理器装置，其特征在于包括第一测量装 置，用来确定由每个所述天线接收的信号的功率并传送功率测量的组， 每组功率测量与组内所述其它飞行器的一个相关，还包括存储装置， 用来存储地形数据组，每个地形数据组将每个所述天线接收的信号的 功率表示为选定的发送方向的函数，其特征还在于所述处理器装置用 于将由所述第一测量装置传送的每组功率与所述存储的地形数据组进 行对比，以确定由组内其它飞行器发送的信号相对于相对所述飞行器 固定的坐标系的每个发送方向。
本发明的设备还有其它特征，分开或者结合，特别是 -为了确定它们的功率，其第一测量装置可以用于对每个接收到的 信号进行信噪比(S/N)测量；
-它可以包括控制装置，用来在对所述组内的每个飞行器的发送时 间周期和接收时间周期(彼此互补)的进行指定时，按照选定的方案， 将指定给它们的飞行器的发送和接收时间周期分成多个发送子时间片 和接收子时间片，每个数量与它们的飞行器的发送/接收天线的个数相 同，并且用于按照第一选择顺序将发送子时间片指定给所述发送/接收 天线的每一个，按照第二选择顺序将接收子时间片指定给所述发送/接 收天线的每一个；然后允许每个发送/接收天线在指定给它的发送子时 间片内发送，在指定给它的接收子时间片内接收；而且，(由第一测量
装置)传送的每组功率与由发送/接收天线在它们各自的接收子时间片
内接收的信号相关；
▼控制装置可以用于改变第一选择顺序和/或者第二选择顺序； -它可以包括第二测量装置，用于根据由每个天线接收的至少信号 来估算它们的飞行器与组内的一个其他飞行器相隔的距离；在这种情 况下，其处理器装置可以基于估算的距离和估算的信号发送方向来确 定相对于选定的坐标系组内的飞行器的相对位置；
▼其第二测量装置可以用于根据由每个天线接收到的信号和由组
内其它飞行器发送的辅助信号以及已经在其端部进行的相应的距离测 量的表示来估算它们的飞行器与组内其它飞行器的一个相隔的每个距 离；
-其存储装置可以存储表示相对于参考水平归一化后功率值的地 形数据组；在这种情况下，处理器装置负责分析由第一测量装置传递 的每组功率的(测量)功率，例如，以便确定在他们每个中的最大功 率(接着作为测量的参考功率(或水平))，并在选定的周期内将选择 用于对接收的所述信号相对于参考功率(或水平)归一化的增益应用 到接收到的信号中(来自于同一个飞行器)；
▼它可以包括分析装置，负责根据组内的飞行器的相对位置探测 碰撞风险；*分析装置可以用来负责，在探测到碰撞风险的情况下，为其飞 行器确定与组内其它飞行器的相对位置成函数关系的避让策略；
▼它可以包括控制装置，负责控制编队返回到标准的几何排列， 从在碰撞避让策略后获得的几何和运动状态以及调整所有卫星至健康 状态后开始；
-发送/接收天线可以用于发送和/或者接收采用由选择的伪随机 码调制的载波形式的射频信号；
-发送/接收天线可以负责以属于在包括S、 SHF和EHF波段的组 中选定频带的频率发送/接收载波。
本发明同时提供一种用于在一组相同类型的飞行器中编队飞行并 且包括上述类型的控制设备的飞行器。
本发明特别适合诸如人造卫星或者航空器等等飞行器，当然不仅 仅局限如此。
' 本发明的其他特征和优点在阅读随后具体描述和参考附图后将变 得显而易见，其中
-图1示意性地表示了一组的三个编队卫星，每个卫星都带有本发 明的控制设备；
-图2示意性和功能性地表示了本发明控制设备的一个实施例；
-图3以极坐标的形式示意地显示了对于全方位天线的接收功率 (PM)图的一个示例，具有与相对于其法线方向(Z)的入射角成函 数关系的半球形状-图4示意性地显示了在卫星面上的一组天线中的六个定位天线 的示例，和确定视轴线的坐标涉及的主要参数；
-图5A至图5F为图4的一组天线中六个天线各自的接收功率图 的示例，其功率在角度^等于零(相对于X轴)时是角度^的函数；
-图6A至图6F为图4的一组天线中六个天线各自的接收功率图 的示例，其功率在角度y等于^ (相对于X轴)时是角度^的函数；
-图7A至图7F为图4的一组天线中六个天线各自的接收功率图
的示例，其功率在角度^等于^ (相对于X轴)时是角度p的函数；
-图8A至图8F为图4的一组天线中六个天线各自的接收功率图 的示例，其功率在角度y/等于;r (相对于X轴)时是角度^的函数。
附图构成本发明的描述部分以及用于定义本发明，如果需要的话。
具体实施例方式
本发明的目的是对于安装在一组编队飞行的飞行器中的飞行器上 的控制设备，使其能确定视轴线以及飞行器适用之处的相对位置，或 者甚至能确定碰撞的风险，相关的避让策略以及可能的例行的重新配 置。
在下文中通过非限制性的例子，认为一组飞行器是为执行空间或 者陆地远程传感任务编队飞行(或准备飞行)的远程传感卫星。
本发明不仅仅限于这种类型的飞行器。然而，它也涉及所有打算 以选定的配置(可修改适用之处)编队飞行的飞行器。
首先参考图1和图2，它们表示了一组可以应用本发明的飞行器
(卫星)。
图1中显示了由一组编队飞行的三个卫星Si (i=l至3)。值得注
意的是本发明并不仅仅限于三个飞行器组成的组。它可以是两个或者 更多飞行器组成的任何组。
在这些组中，卫星Si (Sl至S3)中的至少一个卫星包括本发明的 控制设备D。然而，组(或者编队)中的每个卫星都有其自己的控制 设备D是很有优势的。
本发明的控制设备D包括由至少三个发送/接收天线Aj构成的至 少一个子系统，天线Aj安装在其装配的卫星Si的至少三个具有不同朝 向面上的选定位置。在图1和图2所示的例子中，每个设备D仅有三 个天线Aj (j=l至3)。然而， 一组也可以包括三个以上的天线。图4 中所示的组就是这种特殊的情况，其包括六个天线(j二l至6)，安装在 卫星Sl的六个面上。例如，该组的每个天线Aj基本上安装在一个卫 星Si面的中心位置。但是这不是必须的。
每个天线Aj能够以选定的频率fl发送和接收射频(RF)信号。
这些RF信号优选采用由选定的伪随机代码调制的载波的形式。频率fl优选在S波段。但这不是必须的。它可以在SHF波段或者
EHF波段。
在下文中，考虑频率fl在S波段。例如，fl=2.1GHz。 控制设备D可以包括至少一个辅助天线，安装在其卫星Si的至少 一个面上，专门用来接收频率为fl的RF信号。例如，可以考虑在卫 星Si的一个或者更多面上安装发送/接收天线Aj以及一个或者两个辅 助接收天线。
根据本发明，每个控制设备D还包括测量模块MM，存储装置BD 以及处理器模块MT。
第一测量模块MM包括第一测量子模块Ml,用来确定每个天线 Aj (以及辅助天线，如果有)接收到的信号的功率，以便传递代表这 些功率测量的数据组，每组数据都与其自己的卫星Si所属的组内其它 卫星Si，的一个相关。
例如，第一测量模块MM可以通过测量每个天线接收的信号的信 噪比(S/N)来确定其功率，这将不需要知道由处理子系统引入的增益 (放大/衰减)的具体值，假如噪声水平相对已知的情况下。
可以采用本领域技术人员熟知的任意技术测量信噪比(S/N)。例 如，可以在包含该信号的频带以及不包含该信号的相邻频带内测量能
如果任务包含从各个飞行器接收到的大的动态范围的能量(取决 于飞行器是远还是近)，特别对于功率测量，控制设备D可以包括放置 在测量模块MM上游并与之结合的增益控制模块MCG。这个增益控制 模块MCG，为了更精确，是自动增益控制环，用于将信号衰减/放大到 符合模/数转化阶段所处理的水平。从一个时间周期到另一个周期，对 应于经过另外天线或者来自别的卫星的接收，接收的功率水平可以变 化很大，并且因此改变由增益控制模块MCG引入的增益。测量模块 MM必须知道这个增益，以便在计算从MCG模块的上游端接收的功率 时考虑该增益。因此MCG模块给模块MM提供每个时间周期用到的 增益值。
在这种情况下，第一测量子模块Ml优选地确定天线Aj接收到的 每个信号的功率，作为数字信号的测量功率和在模拟预处理模块中用
到的增益的函数。
如图2示意性所示，例如，增益控制模块MCG是模/数预处理模 块MP的一部分，用来负责处理接收的信号(特别用来控制应用的增 益控制)以及将信号转化为数字信号并提供给第一测量模块MM。
例如，模/数预处理模块MP通过第一路由模块Cl和第二路由模 块C2与组内的天线Aj (以及任意辅助天线)结合。
第一路由模块C1根据来自控制模块MC (见下文)的指令与天线 的一个或者其它的相连。
第二路由模块C2与第一路由模块C1的输入/输出相连， 一方面， 与模/数预处理模块MP的输入相连，另一方面，与RF信号整形模块 MF (用于另外天线Si'的RF信号的发送部分)的输出相连。因此，控 制设备D根据来自处理器模块MT的指令可以在信号接收模式或者信 号发送模式下工作。
控制设备D包括时钟H，用来提供至少某些元件工作时特别是控 制发送和接收时必须的时钟信号。
存储装置BD用来存储地形数据组，每组数据将每个天线Aj (和 任意辅助天线)接收的信号的预确定和归一化的功率表示为选定的发 送方向的函数。归一化意味着仅考虑测量功率比，测量功率比仅代表 着视轴线，与卫星间的距离没有关系。后面可以看到，为了能够比较 存储装置BD中表列的幅度与对将要控制的飞行器的天线作用的所有 测量值，在处理器模块MT中精确地进行相同的归一化是很重要的。
地形数据的功率在前面的地形分析期间被预确定，例如，在无回 声RF测试腔内，或者通过由模型提供的仿真软件被预确定，所述模型 代表各个天线的各自位置、它们的环境，以及它们的属性，特别是它 们的辐射特性。
图3为以极坐标的形式表示的由全方位天线接收的功率PM与相 对于其法线Z的入射角成函数关系的一个示例的示意图。
同样，图5到图8对应代表仰角的角度y的4个各自不同的值，示 意地显示了 4组由安装在如图4所示卫星Si上的天线组中的6个天线 Aj各自接收到的功率PMj (j^至6)的六个示意图的示例。
为了更精确，图5A至5F显示了分别由由6个天线Al至A6接收
的功率(PM1至PM6)的六个图，作为代表方位的角度p的函数，并
且相对于坐标系(X,Y,Z)的X轴角度^等于零。图6A至6F显示了 分别由6个天线Al至A6接收的功率(PM1至PM6)的六个图，作为 角度P的函数，并且相对于坐标系(X,Y,Z)的X轴角度^/等于么。
图7A至7F显示了分别由6个天线Al至A6接收的功率(PM1至PM6) 的六个图，作为角度^的函数，并且相对于坐标系(X, X Z)的X轴 角度y等于^。图8A至8F显示了分别由6个天线Al至A6接收的
功率(PM1至PM6)的六个图，作为角度^的函数，并且相对于坐标 系(X，Y，Z)的X轴角度^/等于;r。
在图5至图8中，每组的六个图都相对于选择的参考水平P,进 行了归一化，参考水平表示无论角度p和^为何值情况下由同组的(6 个)天线Aj接收的功率PMj的最大值。另外一个可能的归一化用于确 定在每个天线测量的功率向量的范数2并对原始功率测量(即，接收 但没有进行处理的测量)除以测量的功率向量的范数2，例如，在这种 情况下，每个天线测量接收的功率向量，然后通过处理器模块MT进 行归一化，将接收的功率向量在存储装置BD中作为视轴线的函数进 行类表，然后都使其范数2等于1。
存储在存储装置BD中的每组地形数据由图5至图8所示类型的 功率图的(预确定)组来构成。在存在功率归一化功率的情况下，每 组地形数据代表例如相对于参考水平Pmax或者相对于功率向量的范数 2 (如上所述)归一化的功率。
存储装置BD可以为任何类型，特别是存储器或者数据库。
而且，在图2所示的非限制性例子中，存储装置BD被安装在处 理器模块MT里。当然这不是必须的。
处理器模块MT负责将第一测量子模块M1传送的每组功率测量 与存储在存储装置BD中的地形数据组进行对比。这种对比用来估算 在相对于卫星Si固定的坐标系(X，Y,Z)下，天线Aj从组内别的卫星 Si'接收的信号的发送方向AVi'(或者视轴线)，如图4所示。例如，该 坐标系相对于卫星Si的质心O固定，但是这不是必须的。
实际上，每次处理器模块MT从第一测量子模块Ml接收一组功
率测量，它采用与计算和存储地形数据时所用相同的技术对接收组的 测量功率进行归一化。
为了更精确，例如，处理器模块MT依次分析由第一测量子系统 Ml传送的功率的每组功率测量，以确定那组的最大功率。然后最大功
率被认为是该测量的参考功率(或水平)。之后，处理器模块MT将选 择用来相对于参考水平归一化接收的信号功率的增益作用于在选定的 周期内接收(从相同的飞行器接收)的信号上。
处理器模块MT接着搜索那个或那些与接收的组最匹配的存储的 地形数据组。接着它或者将接收的功率测量的组插入到地形数据组中， 或者确定与归一化的接收功率测量最为接近的地形数据中表列的接收 功率向量，以降低视轴线AVi'坐标的估算。采用这种方式，处理器模 块MT为其卫星Si确定相对于每个远程卫星Si，的视轴线AVi，。
可以采用两种方案来区分各个远程卫星Si，发送的信号。
第一种方案为组内每个卫星Si指定的其自己发送频率并且装备多 频率天线Aj。在这种情况下，对应于频分复用，每个第一测量子模块 Ml通过将来自组内天线Aj的信号以相同频率(与一个远程卫星Si' 有关)进行分组构成每组功率测量。
第二种方案指定每个飞行器Si自己的伪随机码。在这种情况下， 对应于码分复用，每个第一测量子模块M1通过将来自组内天线Aj且 具有相同码(与一个远程卫星Si，有关)的信号进行分组构成每组功率
第三种方案在卫星Si的组内采用时分复用技术。为了更精确，每 个卫星Si被指定时间周期，根据既定安排，在该周期内允许它单独向 其他卫星发送RF信号。例如，在有三个卫星Sl至S3的情况下，给第 一卫星Sl指定第一发送时间周期TE1，给第二卫星S2指定继第一发 送时间周期TE1之后来到的第二发送时间周期TE2，并且给第三卫星 S3指定第三发送时间周期TE3，它将继第二发送时间周期TE2之后并 在下一个周期的第一发送时间周期TE1之前来到。
在发送时间周期TEi'期间，卫星Si不发送，它具有等于其它卫星 Si'的发送时间周期TEi'之和的接收时间周期TRi。
在这个实施例中(采用时分复用)，控制设备D包括控制模块MC
是有利的，控制模块MC首先负责将指定给其卫星Si的发送时间周期
TEi和接收时间周期TRi分成Nij个发送子时间片TEij和接收子时间片 TRij，每个等于其卫星Si的发送/接收天线Aj (以及任意辅助的天线) 的数目。
然后控制模块MC —方面负责依照第一所选顺序为其控制设备D 的每个发送/接收天线Aj指定发送子时间片TEij，另一方面，依照第二 所选顺序为每个发送/接收天线(以及任意辅助的接收天线)指定接收 子时间片TRij。
因此，每个发送/接收天线Aj —方面被允许在指定给它的发送子时 间片TEij期间发送，另一方面，在指定给它的接收子时间片TRij期间 接收。结果，由第一测量子模块M1传送的每组功率涉及在其各自的 接收子时间片TRij期间各个天线Aj接收的信号。
控制模块MC可以一次性地设置发送子时间片TEij和接收子时间 片TRij的第一和第二顺序。
这非常适用于每个飞行器Si经过其所有的天线同时发送的发送时 间分布方案。
然而，如果天线具有不是完全排他的辐射图，则经过多个天线同 时发送可能导致视轴线方向变差。为了避免这个问题，能够选择每个 飞行器Si通过其各个天线相继发送的发送时间分布方案。
在这种情况下，不可能同时测量由飞行器Si的各个天线接收的并 由另外飞行器Si'的相同天线发送的功率。如果指定给第二飞行器用于 通过其天线发送的时间子时间片No. 1与指定给第一飞行器用于通过 其天线接收的时间子时间片NO. 1 —致，则它就不能与指定给第一飞 行器的另一接收天线的子时间片一致。该另一接收天线有与第二飞行 器的另一天线相一致的子时间片。因此为了继续收集所有的功率测量 值，使指定给飞行器的各个接收天线的子时间片的顺序随时间发展是 很有优势的。
每个顺序可以周期性地改变，例如，每5秒或10秒。 当处理器模块MT拥有视轴线AVi，的坐标时，它可以确定在该视 轴线AVi'上其卫星Si与卫星Si，间隔的距离。
为此目的，控制设备D必须包括优选地在其第一测量模块MM中
的第二测量子模块M2。至少根据每个天线Aj从其它卫星Si，接收的 RF信号，第二测量子模块M2更精确地负责估算其卫星Si与同组内另 一卫星Si，的间距。
因为有组内的卫星Si间的时钟H缺乏高精度的同步性引入的时间 倾斜，所以每个第二测量子模块M2不仅仅根据各个天线Aj从另一卫 星Si，接收的RF信号，而且根据由其它卫星Si，发送的辅助信号来进行 其距离估算。
这些辅助信号优选地在于通过选定的伪随机码对信号的载波的调 制以及可能的信息数据，为了发送信号以成像发送飞行器Si'的本地时 间以及为了观察信号从而使得接收飞行器Si能够获得伪距离测量。
为了将其自己的伪距离测量与飞行器(例如S2)以辅助信号中信 息数据形式发送的进行比较，另一飞行器(例如S1)的第二测量子模 块M2可以孤立时钟倾斜，并且确定飞行器间的距离d (S1,S2)。真正 的距离等于飞行器S1从飞行器S2发送的第一信号测量得到的伪距离 与飞行器S2从飞行器Sl发送的第一信号测量得到的伪距离之和的一 半。
然后卫星Si的第二测量子模块M2给处理器模块MT发送已经确 定的飞行器间的距离d (Si,Si')的值。
知道卫星间的距离d (Si,Si')以及对应的视轴线AVi'的估算，则 处理器模块MT可以确定两个相关的卫星(Si，Si，)相对于选定的坐标 系的相对位置，所述坐标系例如相对于卫星Si (或者任意其它的坐标 系)固定的(X,Y,Z)坐标系。
因此，每个处理器模块MT可以确定组内的每个卫星Si'相对于其 卫星Si的相对位置。
第二测量子模块M2可以执行滤波功能，为了使其能够确定其它 卫星Si，相对于卫星Si的相对速度，其中卫星Si根据每个卫星Si'相对 于所述卫星Si的相对位置被安装。
如图2通过非限制性的实例所示，控制设备D可以相等地包括分 析模块MA，负责根据先前已经确定的卫星Si，的相对位置探测与组内 其它卫星Si，碰撞的风险。在这阶段，可以使用本领域技术人员所熟知 的任何类型的碰撞风险探测。
每当分析模块MA探测到碰撞风险时，它也能在适当的时候为其 卫星Si确定避让策略，作为与组内其它卫星Si，的相对位置的函数。在
这种情况下，分析模块MA给卫星Si的控制模块MD发送定义该避让 策略的指令，由控制模块MD来负责后者的定位。这可以是一个或者 更多个的推进器，例如，或者是任意其它的用来控制卫星姿态和轨道 的驱动器来完成。
分析模块MA或者额外的控制模块也可以适于用来控制编队返回 到标准的几何排列，从在碰撞避让策略后获得的几何和运动状态以及 调整所有卫星至健康状态后开始。
如果需要，本发明的控制设备D，特别是它的处理器模块MT，其 测量模块MM，其控制模块MC以及分析模块MA，可以以电路、软 件(或者电子数据处理)模块，或者电路与软件结合的形式生产。
在控制设备D中，测量模块MM，路由模块C1和C2，预处理模 块MP，波束形成模块MF，以及适当的控制模块MC可以组合在构成 传感器SR的实体中。
本发明不局限于仅作为示例如上所述的控制设备以及飞行器实施 例，还包括本领域技术人员可能构思的落入随后权利要求书范围内的 所有变化。
权利要求
1.一种用于一组准备以选定编队飞行的飞行器中一个飞行器(Si)的控制设备(D)，包括一组安装在所述飞行器(Si)的至少三个不同定向的面上并用于发送/接收射频信号的至少三个发送/接收天线(Aj)，和用于根据由所述天线(Aj)接收的所述信号来估算由组内其它飞行器(Si’)发送的信号的发送方向的处理器装置(MT)，其特征在于包括第一测量装置(M1)，用来确定由每个所述天线(Aj)接收的信号的功率并传送功率组，每组功率与组内所述其它飞行器(Si’)的一个相关，还包括存储装置(BD)，用来存储地形数据组，每个地形数据组将每个所述天线(Aj)接收的信号的功率表示为选定的发送方向的函数，其特征还在于所述处理器装置(MT)用于将由所述第一测量装置(M1)传送的每组功率与所述存储的地形数据组进行对比，以确定每个由组内其它飞行器(Si’)发送的信号相对于相对所述飞行器(Si)固定的坐标系的发送方向。
2、 根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述的存储装置(BD) 用来存储代表相对于参考水平归一化后的功率的地形数据组，并且特 征在于所述的处理器装置(MT)用于分析由所述第一测量装置(Ml) 传送的每组功率的所述功率，以确定参考功率，并且在选定的周期内 将选择用于对接收的所述信号相对于参考功率归一化的增益应用于从 相同飞行器(Si')接收的信号上。
3、 根据权利要求1和2任一所述的设备，其特征在于，为了确定 每个接收的信号的功率，所述的第一测量装置(Ml)用于对每个所述 接收的信号进行信噪比的测量。
4、 根据权利要求1至3中任一所述的设备，其特征在于，它包括 控制装置(MC)，用来在对所述组内的每个飞行器的发送时间周期和 接收时间周期的进行指定时，按照选定的方案，将指定给它们的飞行 器(Si)的发送和接收时间周期分成多个发送子时间片和接收子时间片， 每个数量与它们的飞行器(Si)的发送/接收天线(Aj)的个数相同， 并且用于按照第一选择顺序将发送子时间片指定给所述发送/接收天线 (Aj)的每一个，按照第二选择顺序将接收子时间片指定给所述发送/接收天线(Aj)的每一个，然后允许每个发送/接收天线(Aj)在指定给它的发送子时间片内发送，在指定给它的接收子时间片内接收，并且传送的每组功率与由所述发送/接收天线(Aj)在它们各自的接收子 时间片内接收的信号相关。
5、 根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述的控制装置(MC) 用来改变所述的第一选择顺序和/或者所述第二选择顺序。
6、 根据权利要求1至5中任一所述的设备，其特征在于，其包括 第二测量装置(M2)，用于根据由每个所述天线(Aj)接收的至少所 述信号来估算它们的飞行器与组内其它飞行器(Si')相隔的距离，并 且特征在于所述的处理器装置(MT)用于根据所述的估算的距离和所 述估算的信号发送方向来确定相对于选定的坐标系所述组内的飞行器 的相对位置。
7、 根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述的第二测量装 置(M2)用于根据由每个所述天线(Aj)接收到的所述信号以及由组 内所述其它飞行器(Si')发送的辅助信号来估算它们的飞行器(Si) 与组内所述其它飞行器(Si，)的一个相隔的每个距离，并表示它们(Si，) 与所述飞行器(Si)之间相应的距离测量。
8、 根据权利要求6或者7中任一所述的设备，其特征在于，它包 括分析装置(MA)，用来根据所述的组内飞行器间的相对位置来探测 碰撞风险。
9、 根据权利要求8所述的设备，其特征在于，在探测碰撞风险时， 所述的分析装置(MA)用于确定所述的飞行器(Si)的避让策略作为 所述的组内其它的飞行器(Si')的所述相对位置的函数。
10、 根据权利要求9所述的设备，其特征在于，它包括控制装置， 在碰撞避让策略后，用来为所述组的飞行器(Si)确定标准的重新配置 策略作为所述的碰撞避让策略后的它们的相对位置的函数。
11、 根据权利要求1至10中任一所述的设备，其特征在于，所述 的发送/接收天线(Aj)适用于发送和/或者接收采用由选择的伪随机码 调制的载波形式的射频信号。
12、 根据权利要求l至ll中任一所述的设备，其特征在于，所述 的发送/接收天线(Aj)适用于以属于在包括S、 SHF和EHF波段的组 中选定频带的频率发送/接收载波。
13、 根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述的频带是S 波段。
14、 一种用于在一组相同类型的飞行器中编队飞行的飞行器(Si)， 其特征在于，它包括根据前面权利要求中的任何一个所述的控制设备(D)。
全文摘要
一种用于一组准备以选定编队飞行的飞行器中一个飞行器的控制设备(D)，包括i)一组至少三个发送/接收天线(A1-A3)，安装在其飞行器的至少三个不同方向的面上并用于发送/接收射频信号，ii)第一测量装置(M1)，用来确定由每个天线(A1-A3)接收的信号的功率并用于传送功率组，每组功率与组内其它飞行器的一个相关，iii)存储装置(BD)，用来存储地形数据组，每个地形数据组将每个天线(A1-A3)接收的信号的归一化功率表示为选定的发送方向的函数，iv)处理器装置(MT)，用于将由第一测量装置(M1)传送的每组功率与存储的地形数据组进行对比，以确定由组内其它飞行器发送的信号相对于相对它们的飞行器固定的坐标系的每个发送方向。
文档编号B64G1/24GK101371158SQ200780002788
公开日2009年2月18日 申请日期2007年1月19日 优先权日2006年1月19日
发明者C·梅伦, R·弗伦凯尔 申请人:泰勒斯公司