一种固定翼无人机的自主起飞降落系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于航空技术领域，具体地涉及一种固定翼无人机的自主起飞降落系统，主要用于固定翼无人机的自主滑跑起飞和自主滑跑降落。
【背景技术】
[0002]与有人驾驶的飞机一样，起飞和降落也是无人机应用中事故和损失的多发阶段。这是因为无人机在起飞和降落阶段的操控难度和复杂度较大且时间短，因此起飞和降落阶段对操控人员技术水平要求很高，这导致无人机使用的门槛较高，限制了无人机在众多民用领域的应用。
【发明内容】
[0003]本实用新型的技术解决问题是:克服现有技术的不足，提供一种固定翼无人机的自主起飞降落系统，其自动化程度高、操控简单、对操控人员的技能水平要求低、适用于不同重量级别的无人机、无需地面起飞降落信号导引系统从而成本低廉。
[0004]本实用新型的技术解决方案是:这种固定翼无人机的自主起飞降落系统，其包括地面站硬件设备和自动驾驶仪；地面站硬件设备具有地面卫星导航基准站天线并包括地面卫星导航模块、电源、地面链路，电源为地面卫星导航模块、地面链路供电，地面卫星导航模块连接到地面链路；自动驾驶仪具有机载卫星导航天线并包括依次连接的机载卫星导航模块、驾驶仪主板、机载链路，机载链路和地面链路通信，驾驶仪主板为机载卫星导航模块供电。
[0005]本实用新型通过地面卫星导航模块和机载卫星导航模块进行无人机的导航定位，定位信息发送给驾驶仪主板，地面站硬件设备提供差分工作模式下差分改正数，通过地面链路上传至无人机上，由自动驾驶仪将数据解包，将差分改正数转发给机载卫星导航模块，机载卫星导航模块将高精度定位数据发送给驾驶仪主板，从而自动化程度高、操控简单、对操控人员的技能水平要求低、适用于不同重量级别的无人机、无需地面起飞降落信号导引系统从而成本低廉。
【附图说明】
[0006]图1是根据本实用新型的固定翼无人机的自主起飞降落系统的一个优选实施例的结构不意图；
[0007]图2是根据本实用新型的固定翼无人机的自主起飞降落系统的驾驶仪主板的结构示意图。
【具体实施方式】
[0008]如图1所示，这种固定翼无人机的自主起飞降落系统，其包括地面站硬件设备和自动驾驶仪；地面站硬件设备具有地面卫星导航基准站天线并包括地面卫星导航模块、电源、地面链路，电源为地面卫星导航模块、地面链路供电，地面卫星导航模块连接到地面链路；自动驾驶仪具有机载卫星导航天线并包括依次连接的机载卫星导航模块、驾驶仪主板、机载链路，机载链路和地面链路通信，驾驶仪主板为机载卫星导航模块供电。
[0009]本实用新型通过地面卫星导航模块和机载卫星导航模块进行无人机的导航定位，定位信息发送给驾驶仪主板，地面站硬件设备提供差分工作模式下差分改正数，通过地面链路上传至无人机上，由自动驾驶仪将数据解包，将差分改正数转发给机载卫星导航模块，机载卫星导航模块将高精度定位数据发送给驾驶仪主板，从而自动化程度高、操控简单、对操控人员的技能水平要求低、适用于不同重量级别的无人机、无需地面起飞降落信号导引系统从而成本低廉。
[0010]此外，机载卫星导航模块和驾驶仪主板通过串口连接，地面卫星导航模块和地面链路通过串口连接。这样能够保证连接更加可靠，信号传输更加稳定。
[0011]另外，驾驶仪主板包括处理器、数字I/O输入端口、数字I/O输出端口、A/D转换器、FLASH、SRAM、三轴陀螺、三轴加速度计、三轴磁传感器、动压传感器、静压传感器、卫星导航串口、调试下载串口、北斗短报文串口、链路串口、PWM输入端口、PWM输出端口，三轴陀螺、三轴加速度计、三轴磁传感器、动压传感器、静压传感器分别通过A/D转换器与处理器相连，数字I/O输入端口、数字I/O输出端口、FLASH、SRAM、卫星导航串口、调试下载串口、北斗短报文串口、链路串口、PWM输入端口、PWM输出端口分别连接到处理器。在驾驶仪主板上集成了小型驾驶仪通常用到的所有功能器件，是一种高度集成的设计，大大简化了驾驶仪设备，很好地满足无人机对驾驶仪体积小、重量轻、低功耗的要求。
[0012]现在说明驾驶仪主板的主要硬件器件及其主要功能:
[0013]1.PWM输出端口(PWM舵机输出11路，即图2中的PWM输出11路)
[0014]I)副翼
[0015]2)升降舵
[0016]3)方向舵
[0017]4)油门
[0018]5)襟翼
[0019]6)前轮
[0020]7)开伞
[0021]8)刹车
[0022]9)左发动机进气道控制
[0023]10)右发动机进气道控制
[0024]11)备用
[0025]2.数字I/O输出端口(即图2中的数字I/O输出6路)
[0026]I)发动机点火/灭车
[0027]2)切伞
[0028]3)载荷电开关
[0029]4)全机舵机供电控制的通断
[0030]5)相机快门
[0031]6)备用
[0032]3.4路AD模拟输入
[0033]I)缸温传感器输入2路，J型热电偶，工作电压:_25mV?+25mV
[0034]2)6S机载电池组电压监测I路，工作电压:0V?36V
[0035]3)载荷电池组电压监测I路，工作电压:0V?36V
[0036]4)备用
[0037]4.PWM输入端口(遥控器PWM信号输入11路，即图2中的PWM输入11路)
[0038]支持带SBUS功能的遥控接收机，能够满足以下遥控输入信号:
[0039]I)副翼
[0040]2)升降
[0041]3)方向
[0042]4)油门
[0043]5)自动/手动切换
[0044]6)前轮
[0045]7)点火/灭车
[0046]8)襟翼
[0047]9)刹车
[0048]10)开伞
[0049]11)切伞
[0050]5.数字I/O输入端口(即图2中的数字输入2路)
[0051]I)发动机转速测量输入信号(硬件改动，软件不清楚)
[0052]2)采集⑶I转速信息，加滤波电路，滤除毛刺。
[0053]3)备用
[0054]6.RS232串口 4路(即图2中的卫星导航串口、调试下载串口、北斗短报文串口、链路串口)
[0055]I)与成链路通信I路
[0056]2)与驾驶仪内部集成差分BDS/GPS接收机通信I路
[0057]3)与外部链路通讯/下载数据I路
[0058]4)与北斗短报文模块通信I路
[0059]驾驶仪完成的主要功能:
[0060]I)飞行控制，包括手动控制和程序控制
[0061]2)姿态控制律
[0062]3)飞行航迹控制律
[0063]4)自主起飞降落控制律
[0064]5)飞行管理，包括飞行数据管理、应急管理、任务设备管理
[0065]6)系统自检测
[0066]另外，机载卫星导航模块是机载北斗和GPS的双模差分卫星导航模块。由于这种卫星导航模块同时支持北斗和GPS双模工作方式，大大提高了导航定位的可靠性。
[0067]该无人机自主起飞降落系统应用在海鹰航空通用装备有限责任公司某型无人机，实现了该型无人机自主滑跑起飞降落功能，提高了无人机系统的智能性，降低了操作人员使用的难度，有助于推进无人机的市场化应用。
[0068]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本实用新型技术方案的保护范围。
【主权项】
1.一种固定翼无人机的自主起飞降落系统，其特征在于:其包括地面站硬件设备和自动驾驶仪；地面站硬件设备具有地面卫星导航基准站天线并包括地面卫星导航模块、电源、地面链路，电源为地面卫星导航模块、地面链路供电，地面卫星导航模块连接到地面链路；自动驾驶仪具有机载卫星导航天线并包括依次连接的机载卫星导航模块、驾驶仪主板、机载链路，机载链路和地面链路通信，驾驶仪主板为机载卫星导航模块供电。
2.根据权利要求1所述的固定翼无人机的自主起飞降落系统，其特征在于:机载卫星导航模块和驾驶仪主板通过串口连接，地面卫星导航模块和地面链路通过串口连接。
3.根据权利要求2所述的固定翼无人机的自主起飞降落系统，其特征在于:驾驶仪主板包括处理器、数字I/o输入端口、数字I/O输出端口、A/D转换器、FLASH、SRAM、三轴陀螺、三轴加速度计、三轴磁传感器、动压传感器、静压传感器、卫星导航串口、调试下载串口、北斗短报文串口、链路串口、PWM输入端口、PWM输出端口，三轴陀螺、三轴加速度计、三轴磁传感器、动压传感器、静压传感器分别通过A/D转换器与处理器相连，数字I/O输入端口、数字I/O输出端口、FLASH、SRAM、卫星导航串口、调试下载串口、北斗短报文串口、链路串口、PWM输入端口、PWM输出端口分别连接到处理器。
4.根据权利要求1-3任一项所述的固定翼无人机的自主起飞降落系统，其特征在于:机载卫星导航模块是机载北斗和GPS的双模差分卫星导航模块。
【专利摘要】本实用新型公开了一种固定翼无人机的自主起飞降落系统,其自动化程度高、操控简单、对操控人员的技能水平要求低、适用于不同重量级别的无人机、无需地面起飞降落信号导引系统从而成本低廉。其包括地面站硬件设备和自动驾驶仪；地面站硬件设备具有地面卫星导航基准站天线并包括地面卫星导航模块、电源、地面链路，电源为地面卫星导航模块、地面链路供电，地面卫星导航模块连接到地面链路；自动驾驶仪具有机载卫星导航天线并包括依次连接的机载卫星导航模块、驾驶仪主板、机载链路，机载链路和地面链路通信，驾驶仪主板为机载卫星导航模块供电。
【IPC分类】G05D1-00, G05D1-10
【公开号】CN204287959
【申请号】CN201420650106
【发明人】胡波, 张明涛, 丁瑞, 于晓江, 丁强, 李想, 王乐辉, 辛静, 崔秀敏, 贺还旺, 赵雲超
【申请人】海鹰航空通用装备有限责任公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年11月3日