一种无人机搭载的场强自动测量系统及测量方法与流程

本发明涉及一种场强自动测量系统及测量方法，具体涉及一种无人机搭载的场强自动测量系统及测量方法。

背景技术：

舰船、飞机平台装载的短波、微波大功率发射设备工作时，其产生的电磁环境可导致其它电子设备的性能降低或失效，并影响人员安全。虽然理论计算和计算机仿真可获取天线近场的电磁环境，但由于发射设备的差异性、平台结构和平台设备的影响，实际电磁环境和理论预测的电磁环境存在差异，为保证平台电子设备的正常工作和人员的安全，必须进行平台电磁场强测试。

目前国内舰船、飞机平台环境下的电磁环境测试，往往是测试人员手持场强仪、手动记录测试数据，在平台指定的测试区域逐点、逐个频率测试，测试时间长、效率低，并且测试人员易受电磁辐射的危害，对大功率发射设备的寿命也有一定影响。改进的方法是在测量点位放置支架，场强测量设备固定在支架上，通过光纤或无线方式连接到测量控制计算机，测试人员可以在远处或屏蔽室操作，该方法避免人员受辐射危害，但缺点是由于要手动频繁更换测点位置，测试效率低。“一种舰面电磁环境数据无线自动测量方法(申请号201310745507.5)”就是采用无线传输的方式避免人员暴露在高场强环境下，搭配多个探头，可以提高测试效率，但是对探头的一致性、成本要求较高，在测点更换时比较麻烦，需要多人配合。“一种多通道电磁场强同步采集系统及方法(申请号201310089189.1)”采用多通道测量，能同时测量5-20个点位的场强，提高了效率，但是需要2-4人配合，需要专人操控短波、微波大功率发射设备的发射功率和频率，测点布设、工况转换，系统连接，操作起来比较麻烦，测试效率虽有提高，但仍然费时费力。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有技术中多通道电磁场强采集中的探头一致性要求高、成本高、操作麻烦和效率不高的问题，提供一种高效、便捷和廉价的无人机搭载的场强自动测量系统。

本发明是这样实现的：

一种无人机搭载的场强自动测量系统，包括无人机模块、场强测量模块和显控模块，显控模块分别与无人机模块和场强测量模块相连；

所述无人机模块包括无人机，无人机与飞控板相连，飞控板分别与差分gps、数传电台、遥控通信等模块连接，电池分别给无人机、飞控板、差分gps、数传电台和遥控通信模块供电，数传电台与地面主控计算机通信，遥控通信模块与遥控操作手柄通信；

所述场强测量模块搭载在无人机上，包括arm主控板，以及与arm主控板相连的场强探头和wifi模块，其中wifi模块与地面主控计算机通信，场强测量模块上设置有电池，电池分别给场强探头、arm主控板和wifi模块供电；

地面主控计算机上安装有显控模块。

更进一步的方案是：

还包括有辐射发射装置，所述辐射发射装置与地面主控计算机相连。

更进一步的方案是：

所述数传电台和飞控板采用串口连接，遥控操作手柄通过无线方式利用遥控通信模块和飞控板相连，差分gps和主控板采用串口连接。

更进一步的方案是：

所述地面主控计算机通过wifi与主控板相连，采用tcp/ip通信协议，场强探头通过光纤和主控板相连，采用串口通信协议。

本发明还提供了一种无人机搭载的场强自动测量方法，包括：

在地面主控计算机上配置辐射发射装置发射参数、无人机飞行参数和场强测量参数，再根据测量需求计算测量点位，然后在地图上显示飞行路径和各测量点位停留时间，可视化判断飞行路径是否设置正确，然后把路径通过数传电台写入飞控板，设置遥控操作手柄将飞行控制打到自动挡，无人机自动起飞，并按预设的程序飞行，地面主控计算机上的显控程序根据无人机传输的位置信息来判断场探头是否到达预定的测量地点，如果到达，则采集数据并显示，测量完毕无人机自动降落到指点地点，测试完毕后保存测点位置和对应的场强值。

更进一步的方案是：

现场人员密切关注无人机的飞行状况和现场突发情况，一旦有危险，马上人工干预，利用遥控操作手柄将飞行控制切换到手动飞行模式，通过遥控操作手柄控制无人机安全降落或避开险情。

本发明中，地面主控计算机通过wifi和无人机上的arm板相连，arm采集场强探头的数据，通过wifi把数据发送给主控计算机；计算机通过电台和无人机飞控板相连，规划无人机测量路径，无人机在每个测量点位停留，采集测量数据后自动飞行到下一测点，直至测完最后一个测点。主控计算机实时显示测量点位的场强值。地面工作人员观察无人机程控飞行状态，当无人机受扰或飞行状态异常等紧急情况下，操纵遥控手柄人工干预使得无人机脱离险情，保障无人机飞行安全。

本发明中，主控计算机上的显控模块同时控制无人机、场强测量模块和辐射发射装置，并把无人机飞行控制、场强测量和辐射发射参数控制联动起来，显控软件编程控制辐射发射装置发射功率和频率，程序控制无人机飞行到指定的测量地点后，程序控制场强测量模块自动采集数据，并把数据通过无线的方式传回主控计算机显示和保存。无人机飞行位置通过差分gps精确定位(定位精度厘米级)。本发明把传统测试靠多人协作的手动测量方式转变为自动测量，提高工作效率，并保障了测试人员的安全。

附图说明

图1为无人机搭载的场强自动测量系统功能模块示意图；

图2为无人机模块硬件组成示意图；

图3为场测量模块硬件组成示意图；

图4为无人机搭载的场强自动测量系统测量流程图；

图5为一个实施例中无人机飞行路径规划和场测量参数配置界面图；

图6为一个实施例中无人机飞行路径显示界面图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

实施例一

如附图1至3所示，一种无人机搭载的场强自动测量系统，包括无人机模块、场强测量模块和显控模块，显控模块分别与无人机模块和场强测量模块相连；

所述无人机模块包括无人机，无人机与飞控板相连，飞控板分别与差分gps、数传电台、遥控通信等模块连接，电池分别给无人机、飞控板、差分gps、数传电台和遥控通信模块供电，数传电台与地面主控计算机通过数传电台和无人机飞控板交换信息，数传电台和飞控板采用串口连接，遥控操作手柄通过无线方式利用遥控通信模块和飞控板相连，差分gps和主控板采用串口连接；

所述场强测量模块搭载在无人机上，包括arm主控板，以及与arm主控板相连的场强探头和wifi模块，其中wifi模块与地面主控计算机通信，场强测量模块上设置有电池，电池分别给场强探头、arm主控板和wifi模块供电；地面主控计算机通过wifi与主控板相连，采用tcp/ip通信协议，场强探头通过光纤和主控板相连，采用串口通信协议。

地面主控计算机上安装有显控模块。

实施例二

如附图4-6所示，一种无人机搭载的场强自动测量方法，包括如下步骤：

1.打开辐射发射装置电源、无人机电源开关和场测量模块电源开关；

2.运行地面显控程序，程序界面如图5所示，点击连接按钮，主控程序同飞控板连接并下载飞控参数显示在界面上；

3.地面显控程序配置发射机发射频率、功率和波形；

4.设置场强测试系统参数串口号，波特率，ip地址等参数；

5.在地图上选取测试区域，配置测点间隔，点击“路径规划”如图6所示；

6.操作遥控手柄到“自动”模式，无人机自动起飞，并飞行到第一测点，并按事先设定的时间停留，显控端控制arm板采集数据，arm板通过wifi把数据传到显控端；无人机自动飞行到第二测点，重复前一步的采集传输工作；依次操作，无人机飞完所有测点后，按事先设定的程序降落到指定地点；

7.地面显控程序控制发射机修改到下一测试频率，重复步骤6的工作；

8.操作人员保存测试频率、点位和对应的场强数据。

其中，安排有地面工作人员随时观察无人机程控飞行状态，当无人机受扰或飞行状态异常等紧急情况下，操纵遥控手柄人工干预使得无人机脱离险情，保障无人机飞行安全。

尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。