一种中小型无人机回收定位装置的制作方法

文档序号:6732860阅读:260来源:国知局
专利名称:一种中小型无人机回收定位装置的制作方法
技术领域
本发明涉及一种中小型无人机回收定位装置,属于通信技术领域。
技术背景中小型无人机在军事和民用领域都有着广泛的用途,如军事侦察、输油管线巡查、城 市规划、大气环境监控等。中小型无人机由地面控制站进行遥控,两者之间通过双向的测 控链路进行通讯,地面控制站上传各种指令控制无人机,而无人机将机上的各种参数和任 务设备获得的数据经机载计算机向地面控制站发送,无人机上的机载计算机、机载测控电 台和地面控制站的地面站计算机、地面测控电台构成无人机的遥控遥测系统,其系统结构 图可参见图l:无人机操作人员通过地面站计算机7发出各种控制指令,这些控制指令经 地面测控电台6发送到机载测控电台3,然后传送到机载计算机2,经解码后控制无人机 5的飞行和动作,例如控制无人机5上的伞降回收装置4完成开伞;无人机5上的各种参 数和任务设备获得的数据,例如机载GPS接收机1获得的无人机5的位置数据和伞降回 收装置4的状态,经机载计算机2收集编码后传送给机载测控电台3,机载测控电台3将 其发送给地面测控电台6,然后传送到地面站计算机7,经地面站计算机7解码后显示给 无人机5的操作人员。中小型无人机采用的测控链路设备是由机载和地面的两台专用测控 电台构成。机载测控电台受到体积、重量、功率等方面的限制,其发射功率有限,因此也 直接影响了与地面测控电台之间的通讯距离,两者之间能够直接进行通讯的区域一般在地 面控制站周围半径lOOkm范围以内。中小型无人机通常釆用弹射或火箭助推等方式起飞 升空,而采用伞降方式进行回收。为了确保开伞成功,伞降动作由专门的伞降回收装置完 成,该机构通常由中小型无人机的机载计算机进行控制。中小型无人机一般使用GPS接收机进行导航定位,可以获得经度、讳度、地理高度、 时间和东向、北向、天向三个方向的地速等数据。GPS定位是一种高精度、全天候的定位 技术,通过GPS接收机所收到GPS卫星发送的信号,可以精确地测量GPS接收机所处 的位置。GPS接收机工作时,必须保证在其天线接收仰角的范围内能接收到4颗以上卫星 的信号才能进行正常定位。无人机的GPS天线都安装在机身的上表面,使天线接收仰角 向上。当无人机伞降接地后,机身可能颠覆,不能确保GPS天线向上的状态,常常会因 GPS天线被无人机的其它部位遮挡或不能保持良好的接收角度,造成GPS接收机无法正 常定位。无线电测向是在两个相距一定距离的接收点上接收无线电信标机发射的全向无线电信 标信号,然后根据该信号测定信标机的方位,过两个接收点按照各自测定的信标机方位角 分别画一条直线,由两条直线的交点来确定信标机位置的方法。无线电信标机通常由于发 射功率的限制,其信号只有在距离信标机一定范围内才能够被接收到,不适用于远距离的 定位。
随着民用无线移动通讯行业的迅速发展,GPRS和CDMA网络已经覆盖我国国土的大 部分区域。GPRS和CDMA网络不仅可以双向传送语音,而且可以传送数据。在无人机 上安装GPRS或CDMA通讯模块,在我国境内基本可以实现无人机与地面之间无间隙的 持续双向数据通讯。
在现有技术中,当无人机进行伞降方式回收时,受开伞高度和当地风速、风向等环境 因素的影响,很难精确地降落于指定的位置。由于无人机的位置已经通过测控链路实时传 送到无人机地面控制站,如果无人机接地后降落于在测控链路的作用范围内且GPS能正 常工作,则通过地面控制站能知道无人机的接地位置。伹当无人机接地后因机身颠覆等原 因导致GPS无法正常工作、或者伞降后飘落于地面控制站的通讯作用范围外时,只能根 据发出开伞指令时无人机的位置和开伞高度确定接地的大致范围,然后需要安排回收人员 对该区域进行往复巡查以发现和回收无人机,这项工作既费时又费力。 发明 内容
本发明的目的是提供一种中小型无人机回收定位装置,利用本装置能够实现下列功能:
1) 无人机伞降后的回收定位信息的通讯覆盖范围可以不受机载测控设备发射功率的限
制;
2) 在无人机伞降接地后GPS接收机无法正常工作时,回收人员能对无人机接地位置 进行精确定位。
现有无人机遥控遥测系统中包括无人机上的机载计算机、机载测控电台和地面控制站 的地面站计算机、地面测控电台,用于无人机的遥控和无人机机上参数和设备数据的遥测; 遥控遥测系统不属于本发明范围。本发明设计了一种中小型无人机回收定位装置,主要用 于无人机伞降后回收时的精确定位,其功能独立于上述的无人机遥控遥测系统。该装置包 括无人机上的机载GPS接收机、机载无线移动通讯模块、回收控制器、伞降回收装置和 地面回收定位装置的地面GPS接收机、地面无线移动通讯模块、地面处理显示模块,特 别地,该装置还包括无人机上的无线电信标机和地面回收定位装置的无线电测向设备。其 中的回收控制器有两种实现方式当回收控制器以独立子系统的形式存在于整个无人机系 统中时,回收控制器的功能由独立的单片机或单板计算机实现;当将回收控制器与现有技术方案进行融合时,回收控制器的功能由机载计算机完成。
其中,无人机上的机载GPS接收机将GPS定位数据传送给回收控制器,回收控制器
将回收定位数据传送给机载无线移动通讯模块;同时回收控制器控制机载无线移动通讯模 块和无线电信标机的开启或关闭,也可控制伞降回收装置开伞或不开伞;机载无线通讯模 块经民用无线移动通讯网络将回收定位数据发送到地面回收定位装置的地面无线移动通 讯模块,地面无线移动通讯模块将回收定位数据传送给地面处理显示模块;地面GPS接 收机测定地面回收定位装置当前的位置;无线电测向设备接收无线电信标机的信号,测定 无线电信标机的信号相对地面回收定位装置当前位置的方位角;地面回收定位装置由地面 回收人员携带,在无人机回收时使用。在不使用机载无线移动通讯模块和无线电信标机时 将其关闭,可节省无人机上的电能。
在使用时,无人机到达指定回收区域或接收到地面控制站发出的伞降指令后,机载计 算机向回收控制器发出开伞指令;然后回收控制器收到该指令后控制无人机的伞降回收装 置进行开伞,接着开启无线电信标机向周围不断发射无线电信标信号。同时回收控制器开 启机载无线移动通讯模块,并将机载GPS接收机得到的当前无人机位置信息定时转发给 机载无线移动通讯模块,然后由民用无线移动通讯网络传送到地面回收定位装置的地面无 线移动通讯模块。
地面无线移动通讯模块接收无人机当前的位置信息后由地面处理显示模块解码并显 示,地面回收人员根据显示的位置信息前往该地点。如果无人机伞降接地后GPS接收机 仍在正常工作,则地面回收人员直接根据显示信息就能很快地找到无人机进行回收。伹当 无人机伞降接地后因机身颠覆等原因造成GPS接收机不能正常工作时,无线电信标机仍 能向四周发射无线电信标信号,所以地面回收人员先根据GPS接收机故障之前传回的无 人机位置信息到达无人机伞降接地的大致区域,然后任意选择两个相距500米左右的点, 在这两个点上使用无线电测向设备接收无线电信标机的信号,测定无线电信标机所在的方 位角,以测得的方位角过测量点分别画一条直线,两条直线的交点即为无线电信标机的位 置,在该点附近能很快找到无人机进行回收。
本发明的优点在于
1) 回收定位信息发送覆盖范围广、不受机载测控设备发射功率限制、设备成本低廉;
2) 通过无线电信标机,在无人机伞降接地后GPS接收无法正常工作时,可在无人机 伞降接地的大致区域附近使用无线电测向的方法快速测定无人机接地的精确位置,减少回 收工作量、加快回收速度;
3) 既可以单独应用,也可以很好地与现有技术方案进行综合。


图l为现有技术方案的结构示意图;图2为本发明中所述系统的结构示意图;图3为将本发明与现有技术方案综合后的结构示意图;图4为典型的GPS接收机定位数据帧结构示意图;图5为本发明中回收定位数据帧结构示意图;图6为本发明中采用的无线电测向定位原理示意图。1.机载GPS接收机4.伞降回收装置7.地面站计算机10.机载无线移动通讯模块13.地面回收定位装置16.地面GPS接收机2.机载计算机 5.无人机 8.地面控制站 11.无线电信标机 14.无线电测向设备 17.地面处理显示模块图中3.机载测控电台 6.地面测控电台 9.回收控制器 12.民用无线移动通讯网络 15.地面无线移动通讯纟莫块具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步的说明本发明设计的中小型无人机回收定位装置包括无人机5上的机载GPS接收机1、机载 无线移动通讯模块10、回收控制器9和地面回收定位装置13的地面GPS接收机16、地 面无线移动通讯模块15、地面处理显示模块17,还包括无人机5上的无线电信标机11 和地面回收定位装置13的无线电测向设备14。上述各设备之间的关系是无人机5上的 机载GPS接收机1将GPS定位数据传送给回收控制器9,回收控制器9将回收定位数据 传送给机载无线移动通讯模块10;同时回收控制器9可控制机载无线移动通讯模块10和 无线电信标机ll的开启或关闭,也可控制伞降回收装置4开伞或不开伞;机载无线通讯 模块10经民用无线移动通讯网络将回收定位数据发送到地面回收定位装置13的地面无 线移动通讯模块15,地面无线移动通讯模块15将回收定位数据传送给地面处理显示模块 17;地面GPS接收机16测定地面回收定位装置13当前的位置;无线电测向设备14接 收无线电信标机11的信号,测定无线电信标机11的信号相对地面回收定位装置13当前 位置的方位角;地面回收定位装置13由回收人员携带,在无人机5回收时使用。无人机 5上的机载计算机2、机载测控电台3和地面控制站8的地面测控电台6、地面站计算机 7属于无人机遥控遥测系统,主要用于无人机的遥控和无人机机上参数和设备数据的遥测, 其功能与本发明所设计的回收定位装置的功能相互独立。本发明主要有两种实施方式 一种是当回收控制器以独立子系统的形式存在于整个无人机系统中时,回收控制器9的功能由独立的单片机或单板计算机实现,系统结构如图2 所示;另一种方式是当将回收控制器与现有技术方案进行融合时,回收控制器9的功能由 机载计算机2完成,系统结构如图3所示。采用第一种实施方式时受到的限制较少,整个 系统可以独立工作;采用第二种实施方式则充分利用了现有技术方案中机载计算机2的扩
展性,可减少成本。
如图2所示,图中各设备之间的关系是无人机操作人员在地面控制站8的地面站计 算机7发出各种操纵指令,经地面测控电台6发送至无人机5的机载测控电台3,再由传 送至机载计算机2解码执行;无人机5的参数和各设备的状态经机载计算机2收集编码后, 再按与上述相反的路径传回地面站计算机7解码显示给无人机操作人员。机载计算机2将 开伞指令输出至回收控制器9,再由回收控制器9输出开伞控制信号至伞降回收装置4; 回收控制器9输出开启或关闭指令至机载无线移动通讯模块10,机载GPS接收机1将当 前GPS定位数据输出至回收控制器9,回收控制器9将回收定位数据输出至机载无线移 动通讯模块10;机载无线移动通讯模块10经民用无线移动通讯网络12将回收定位数据 发送至地面回收定位装置13的地面无线移动通讯模块15;地面无线移动通讯模块15将 接收到的回收定位数据输出至地面处理显示模块17进行解码并显示给地面回收人员;回 收控制器9输出开启或关闭指令至无线电信标机ll;无线电信标机11向四周发射无线电 信标讯号,经地面回收定位装置13的无线电测向设备14接收;无线电测向设备14测量 并输出无线电信标机11的方位角至地面处理显示模块17显示给地面回收人员。
当本发明以第一种方式实施时,当无人机5进入预定回收区域或收到地面控制站8发 来的回收指令后,机载计算机2发送开伞指令到回收控制器9,回收控制器9接收、解码 并执行该指令,控制伞降回收装置4进行开伞动作;同时回收控制器9开启机载无线移 动通讯模块10和无线电信标机11。
回收控制器9定时接收来自机载GPS接收机1的数据,对其进行解码处理获得当前 的经度、纬度和地理高度数据以及机载GPS接收机1的工作状态等信息。GPS接收机定 位数据帧的具体格式根据本发明实施时采用的机载GPS接收机1设置的数据输出格式来 确定,具体内容可以在机载GPS接收机的使用说明手册中査到。 一个典型的GPS接收机 定位数据帧的结构图如图4所示,在每个数据帧中包含帧头、校验和、帧尾以及时间、经 度、纬度、高度、东向地速、北向地速、天向地速、GPS状态和其它信息。
回收控制器9开启机载无线移动通讯模块10后,将当前的经度、炜度和地理高度数 据、机载GPS接收机1的工作状态和伞降回收装置4的开伞状态编码生成回收定位数据 帧,并由机载无线移动通讯模块10向外定时发送,发送周期与机载GPS接收机1数据的
10输出周期一致。回收定位数据帧的结构图如图5所示,有帧头、校验和、帧尾以及经度、 纬度、高度、GPS状态和开伞状态等子项,子项的内容根据实际使用的要求来确定,例如 帧头为双字节的十六进制数"55AA"、帧尾为双字节的十六进制数"EEFF",校验和为 数据帧中除帧头、帧尾、校验和外其它所有字节累加和的最低一个字节;经度、纬度、高 度、GPS状态可以直接将机载GPS接收机1定位数据帧中的对应数据段拷贝过来,相应
数据的解释按机载GPS接收机数据格式的规定;当回收控制器9未控制伞降回收装置4 进行开伞动作时,开伞状态为单字节的十六进制数"00",而当回收控制器9控制伞降回 收装置4进行开伞动作时,开伞状态为单字节的十六进制数"11"。当机载GPS接收机1 工作状态正常时,传送当前经度、纬度和高度;而当机载GPS接收机1工作状态异常、 无法定位时,传送上一次机载GPS接收机1工作正常时得到的经度、纬度和高度。
回收定位数据帧经过民用移动无线通讯网12传递到地面回收定位装置13的地面无线 移动通讯模块15上,再通过地面处理显示模块17解码处理后从中获取无人机5当前的 经度、纬度、和地理高度、GPS接收机工作状态和开伞状态信息,并显示给地面回收人员。 地面回收人员根据地面处理显示模块17上的显示信息,判断当前无人机5的状态当接 收到的经度、纬度和高度基本不再变化、机载GPS接收机1工作状态为正常时,则无人 机5已经接地且机载GPS接收机1仍在正常工作,前往当前的显示位置即可回收无人机; 当显示的经度、讳度和髙度基本不再变化、机载GPS接收机1的工作状态为异常时,则 无人机5已经接地且机载GPS接收机1无法正常工作,此时显示的位置为无人机5大致 的接地地点,则可进一步采用无线电测向定位原理进行无人机的回收定位。如图6所示, 地面回收人员前往该地点后,任意选择相距500米左右的两个观测点A和B,在这两个 点上打开无线电测向设备14。天线指向不同时无线电测向设备14探测到的无线电信标机 11发射的信标信号的强弱不同,其中强度最大的方向为无人机5所在方位。分别测定观 测点A和B上无人机5所在方位相对正北方向的夹角(假设分别为"和"),同时由地面 回收定位装置13的地面GPS接收机16,测得观测点A和B的经度和炜度。将观测点A 和B按其经纬度标记在地图上,过这两个观测点分别按其对应的方位夹角"和"作两条直 线,这两条直线的交点即为无人机接地的精确位置。
当本发明以第二种方式实施时,如图3所示,回收控制器9的功能由机载计算机2实 现,即回收控制器9的功能变为机载计算机2的一项子功能,当无人机5进入预定回收区 域或收到地面控制站8发来的回收指令后,机载计算机2控制伞降回收装置4进行开伞 动作;同时机载计算机2开启机载无线移动通讯模块IO和无线电信标机11。机载计算机 2定时接收来自机载GPS接收机1的数据,对其进行解码处理获得当前的经度、讳度和地理高度数据以及机载GPS接收机1的工作状态等信息。机载计算机2开启机载无线移 动通讯模块10后,将当前的经度、纬度和地理高度数据以及机载GPS接收机1的工作状 态编码生成回收定位数据,并由机载无线移动通讯模块10向外定时发送,发送周期通常 与机载GPS接收机1数据的输出周期一致。当机载GPS接收机1工作状态正常时,传送 当前经度、纬度和高度;而当机载GPS接收机1工作状态异常、无法定位时,传送上一 次机载GPS接收机1工作正常时得到的经度、纬度和高度。
回收定位数据帧经过民用移动无线通讯网12传递到地面回收定位装置13的地面无线 移动通讯模块15上,再通过地面处理显示模块17解码处理后从中获取无人机5当前的 经度、纬度、和地理高度、GPS接收机1工作状态和开伞状态信息,并显示给地面回收人 员。地面回收人员根据地面处理显示模块17上的显示信息,判断当前无人机5的状态 当接收到的经度、纬度和高度基本不再变化、机载GPS接收机1工作状态为正常时,则 无人机5已经接地且机载GPS接收机1仍在正常工作,前往当前的显示位置即可回收无 人机5;当显示的经度、纬度和高度基本不再变化、机载GPS接收机1的工作状态为异 常时,则无人机5已经接地且机载GPS接收机1无法正常工作,此时显示的位置为无人 机5大致的接地地点。如图6所示,地面回收人员前往该地点后,任意选择相距500米 左右的两个观测点A和B,在这两个点上打开无线电测向设备14。天线指向不同时无线 电测向设备14探测到的无线电信标机11发射的信标信号的强弱不同,其中强度最大的 方向为无人机5所在方位。分别测定观测点A和B上无人机5所在方位相对正北方向的 夹角(假设分别为"和"),同时由地面回收定位装置13的地面GPS接收机16,测得观 测点A和B的经度和纬度。将观测点A和B按其经讳度标记在地图上,过这两个观测点 分别按其对应的方位夹角"和"作两条直线,这两条直线的交点即为无人机接地的精确位 置。
权利要求
1、一种中小型无人机回收定位装置,包括无人机上的机载GPS接收机、机载无线移动通讯模块、回收控制器、伞降回收装置和地面回收定位装置的地面GPS接收机、地面无线移动通讯模块、地面处理显示模块,其特征在于还包括无人机上的无线电信标机和地面回收定位装置的无线电测向设备无人机(5)上的机载GPS接收机(1)将GPS定位数据传送给回收控制器(9),回收控制器(9)将回收定位数据传送给机载无线移动通讯模块(10);同时回收控制器(9)可控制机载无线移动通讯模块(10)和无线电信标机(11)的开启或关闭,也可控制伞降回收装置(4)开伞或不开伞;机载无线通讯模块(10)经民用无线移动通讯网络(12)将回收定位数据发送到地面回收定位装置(13)的地面无线移动通讯模块(15),地面无线移动通讯模块(15)将回收定位数据传送给地面处理显示模块(17),经地面处理显示模块(17)解码处理后显示给地面回收人员;地面GPS接收机(16)测定地面回收定位装置(13)当前的位置;无线电测向设备(14)接收无线电信标机(11)的信号,测定无线电信标机(11)的信号相对地面回收定位装置(13)当前位置的方位角;地面回收定位装置(13)由地面回收人员携带,在无人机(5)回收时使用。
2、 根据权利要求1所述的一种中小型无人机伞降回收定位装置,其特征在于所 述的回收控制器(9)有两种实现方式第一种,当回收控制器以独立子系统的形式存在于整个无人机系统中时,回收控制 器(9)的功能由独立的单片机或单板计算机实现;当无人机(5)进入预定回收区域或收到地面控制站(8)发来的回收指令后,机载 计算机(2)发送开伞指令到回收控制器(9),回收控制器(9)接收、解码并执行该 指令,控制伞降回收装置(4)进行开伞动作;同时回收控制器(9)开启机载无线移动 通讯模块(10)和无线电信标机(11);回收控制器(9)定时接收来自机载GPS接收机(1)的数据,对其进行解码处理 获得当前的经度、纬度和地理高度数据以及机载GPS接收机(1)的工作状态等信息; GPS接收机定位数据帧的具体格式根据机载GPS接收机(1)设置的数据输出格式来 确定;回收控制器(9)开启机载无线移动通讯模块(10)后,将当前的经度、讳度和 地理高度数据、机载GPS接收机(1)的工作状态和伞降回收装置(4)的开伞状态编 码生成回收定位数据帧,并由机载无线移动通讯模块(10)向外定时发送,发送周期与机载GPS接收机(1)数据的输出周期一致;当机载GPS接收机(1)工作状态正常时,传送当前经度、纬度和高度;而当机载GPS接收机(l)工作状态异常、无法定位 时,传送上一次机载GPS接收机(1)工作正常时得到的经度、纬度和高度;回收定位数据帧经过民用无线移动通讯网(12)传递到地面回收定位装置(13)的 地面无线移动通讯模块(15)上,再通过地面处理显示模块(17)解码处理后从中获 取无人机(5)当前的经度、錄度、和地理高度、GPS接收机工作状态和开伞状态信息, 并显示给地面回收人员;地面回收人员根据地面处理显示模块(17)上的显示信息,判断当前无人机(5) 的状态当接收到的经度、讳度和高度基本不再变化、机载GPS接收机(1)工作状态 为正常时,则无人机(5)已经接地且机载GPS接收机(1)仍在正常工作,前往当前 的显示位置即可回收无人机;当显示的经度、纬度和高度基本不再变化、机载GPS接 收机(1)的工作状态为异常时,则无人机(5)已经接地且机载GPS接收机(1)无 法正常工作,此时显示的位置为无人机(5)大致的接地地点,则可进一步采用无线电 测向定位原理进行无人机的回收定位;第二种,当将回收控制器与现有技术方案进行融合时,回收控制器(9)的功能由 机载计算机(2)完成,即回收控制器(9)的功能成为机载计算机(2)的一项子功能;当无人机(5)进入预定回收区域或收到地面控制站(8)发来的回收指令后,机载 计算机(2)控制伞降回收装置(4)进行开伞动作;同时机载计算机(2)开启机载无 线移动通讯模块(10)和无线电信标机(11);机载计算机(2)定时接收来自机载GPS接收机(1)的数据,对其进行解码处理 获得当前的经度、纬度和地理高度数据以及机载GPS接收机(1)的工作状态等信息; 机载计算机(2)开启机载无线移动通讯模块(10)后,将当前的经度、讳度和地理高 度数据以及机载GPS接收机(1)的工作状态编码生成回收定位数据,并由机载无线移 动通讯模块(10)向外定时发送,发送周期通常与机载GPS接收机(1)数据的输出 周期一致;当机载GPS接收机(1)工作状态正常时,传送当前经度、讳度和高度;而 当机载GPS接收机(1)工作状态异常、无法定位时,传送上一次机载GPS接收机(1) 工作正常时得到的经度、纬度和高度;回收定位数据帧经过民用无线移动通讯网(12)传递到地面回收定位装置(13)的 地面无线移动通讯模块(15)上,再通过地面处理显示模块(17)解码处理后从中获 取无人机(5)当前的经度、纬度、和地理高度、机载GPS接收机(1)工作状态和开 伞状态信息,并显示给地面回收人员;地面回收人员根据地面处理显示模块(17)上的显示信息,判断当前无人机(5) 的状态当接收到的经度、纬度和高度基本不再变化、机载GPS接收机(1)工作状态 为正常时,则无人机(5)已经接地且机载GPS接收机(1)仍在正常工作,前往当前 的显示位置即可回收无人机(5);当显示的经度、纬度和高度基本不再变化、机载GPS 接收机(1)的工作状态为异常时,则无人机(5)已经接地且机载GPS接收机(1) 无法正常工作,此时显示的位置为无人机(5)大致的接地地点,则可进一步釆用无线 电测向定位原理进行无人机的回收定位。
3、根据权利要求1所述的一种中小型无人机伞降回收定位方法,其特征在于将 机载无线移动通讯模块(10)、民用无线移动通讯网络(12)、地面无线移动通讯模块 (15)、无线电信标机(11)和无线电测向设备(14)结合应用于无人机(5)的回收 定位;利用机载无线移动通讯模块(10)通过民用无线移动通讯网络(12)向地面无线移 动通讯模块(15)传送无人机(5)的回收定位信息所涉及设备之间的关系是机载GPS接收机(1)将无人机(5)当前的GPS定位 数据输出至回收控制器(9);回收控制器(9)输出开启或关闭指令至机载无线移动通 讯模块(10);回收控制器(9)将回收定位数据输出至机载无线移动通讯模块(10); 机载无线移动通讯模块(10)经民用无线移动通讯网络(12)将回收定位数据发送至 地面回收定位装置(13)的地面无线移动通讯模块(15);地面无线移动通讯模块(15) 将接收到的回收定位数据输出至地面处理显示模块(17)进行解码显示;在使用时,回收控制器(9)控制无人机(5)的伞降回收装置(4)开伞后,开启 机载无线移动通讯模块(10),并通过民用无线移动通讯阿络(12)向地面无线移动通 讯模块(15)传送无人机回收定位信息;无人机(5)接地后,若机载GPS接收机(1) 仍能正常工作,则机载GPS接收机(1)得到的无人机(5)当前位置信息经回收控制 器(9)定时转发给机载无线移动通讯模块(10),然后由民用无线移动通讯网络(12) 传送到地面无线移动通讯模块(15),在由地面处理显示模块(17)显示给地面回收人 员;利用无线电信标机(11)和无线电测向设备(14)作为机载GPS接收机(1)接 地后无法正常工作时的备用回收定位手段所涉及设备之间的关系是无人机(5)上的回收控制器(9)输出开伞控制信号至 伞降回收装置(4);回收控制器(9)输出开启或关闭指令至无线电信标机(11);无 线电信标机(11)向四周发射无线电信标讯号,经地面回收定位装置(13)的无线电测向设备(14)接收;无线电测向设备(14)测量并输出无线电信标机(11)的方位 角至地面处理显示模块(17)显示;在使用时,回收控制器(9)控制无人机(5)的伞降回收装置(4)开伞后,开启 无线电信标机(11)向四周发射无线电信标信号;无人机(5)接地后,若机载GPS 接收机(1)不能正常工作,则按地面处理显示模块(17)显示的机载GPS接收机(1) 最后正常工作时发回的位置,地面回收人员到达该点附近后利用无线电测向设备(14) 根据无线电信标机(11)的信标信号按无线电测向定位的方法确定无人机(5)精确的 接地位置。
全文摘要
本发明公开了一种中小型无人机回收定位装置,应用于中小型无人机伞降后的回收定位。该装置包括无人机上的机载GPS接收机、机载无线移动通讯模块、回收控制器、伞降回收装置和地面回收定位装置的地面GPS接收机、地面无线移动通讯模块、地面处理显示模块,还包括无人机上的无线电信标机和地面回收定位装置的无线电测向设备。本发明利用机载无线移动通讯模块和地面无线移动通讯模块,借助民用无线移动通讯网络扩大了回收定位信息传输的覆盖范围;采用无线电测向定位解决了无人机伞降接地后GPS接收机工作异常时无法定位的问题;可减少无人机回收工作量、加快回收速度,覆盖范围广、设备成本低廉,既可单独应用,也可与现有技术结合应用。
文档编号G08G5/06GK101261520SQ20081010407
公开日2008年9月10日 申请日期2008年4月15日 优先权日2008年4月15日
发明者周尹强, 王宏伦, 齐电海 申请人:北京航空航天大学
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