一种GPS和GLONASS双模黑飞无人机导航诱导系统的制作方法

本实用新型属于黑飞无人机管控领域，尤其涉及一种gps和glonass双模黑飞无人机导航诱导系统。

背景技术：

近年来，小型无人机产业发展迅速，在各领域得到了广泛的应用。但是，无人机的普遍化也带来了一系列的社会问题，对社会造成了严重的负面影响，所以对无人机的管控问题亟待解决。目前市场上对于黑飞无人机的管制手段主要是通过大功率无线电干扰。大功率无线电干扰是通过对黑飞无人机所在区域的gps卫星导航信号、无人机图传信号和无人机遥控信号进行无线电屏蔽来驱赶无人机。但是这种手段只能使无人机返航或者直接坠落，无人机的直接坠落地点不可预控，甚至造成二次伤害，无法达到理想的效果。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种gps和glonass双模黑飞无人机导航诱导系统，旨在解决大功率无线电干扰只能使无人机返航或者直接坠落，无人机的直接坠落地点不可预控，甚至造成二次伤害，无法达到理想的效果的问题。

本实用新型提供了一种gps和glonass双模黑飞无人机导航诱导系统，包括arm主控电路、与arm主控电路电连接的fpga信号生成电路和上变频电路以及分别与fpga信号生成电路电连接的da转换电路、晶振电路、jtag接口电路、存储电路和串口电路，晶振电路还与arm主控电路电连接，上变频电路还与da转换电路电连接。

进一步地，所述gps和glonass双模黑飞无人机导航诱导系统还包括依次电连接的5v电源模块、3.3v稳压电路和1.2v稳压电路，还包括与fpga信号生成电路电连接的led指示灯，3.3v稳压电路和1.2v稳压电路还分别与fpga信号生成电路电连接，3.3v稳压电路还与arm主控电路电连接。

进一步地，gps和glonass双模黑飞无人机导航诱导系统的所有电路均集成在一块电路板上。

在本实用新型中，由于gps和glonass双模黑飞无人机导航诱导系统，包括arm主控电路、fpga信号生成电路、上变频电路和da转换电路，因此可同时产生gps和glonass导航诱导信号，可以实现对gps和glonass双模黑飞无人机的有效干扰和欺骗，较好地解决了双模黑飞无人机管控难的问题；能够对gps和glonass双模黑飞无人机进行高精度定位诱骗、诱骗时间短和诱骗失败率低和高鲁棒性等特点。且本系统布局合理，具有体积小、集成度高、鲁棒性好、产生的卫星信号逼真度高等特点。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的gps和glonass双模黑飞无人机导航诱导系统的原理框图。

图2是本实用新型另一实施例提供的gps和glonass双模黑飞无人机导航诱导系统的原理框图。

图3是本实用新型实施例提供的arm主控电路示意图。

图4是本实用新型实施例提供的da转换电路示意图。

图5是本实用新型实施例提供的3.3v稳压电路示意图。

图6是本实用新型实施例提供的jtag接口电路示意图。

图7是本实用新型实施例提供的flash存储电路示意图。

图8是本实用新型实施例提供的上变频电路示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

请参阅图1，本实用新型实施例提供的gps和glonass双模黑飞无人机导航诱导系统包括arm主控电路11、与arm主控电路11电连接的fpga信号生成电路12和上变频电路13以及分别与fpga信号生成电路12电连接的da转换电路14、晶振电路15、jtag接口电路16、存储电路17和串口电路18，晶振电路15还与arm主控电路11电连接，上变频电路13还与da转换电路14电连接。存储电路17具体可以为flash存储电路。

请参阅图2，本实用新型另一实施例提供的gps和glonass双模黑飞无人机导航诱导系统与图1所示的gps和glonass双模黑飞无人机导航诱导系统的区别在于，还包括依次电连接的5v电源模块29、3.3v稳压电路30和1.2v稳压电路31，还包括与fpga信号生成电路22电连接的led指示灯32，3.3v稳压电路30和1.2v稳压电路31还分别与fpga信号生成电路22电连接，3.3v稳压电路30还与arm主控电路21电连接。

在本实用新型实施例中，arm主控电路11用于计算生成gps和glonass卫星信号相关的算法、控制信号的生成时序和电路的工作状态，并与fpga信号生成电路进行数据交互；fpga信号生成电路12用于生成gps和glonass数字中频卫星信号，并与串口电路进行通讯；da转换电路14用于将fpga信号生成电路生成的gps和glonass数字中频卫星信号转换成gps和glonass模拟中频卫星信号；上变频电路13用于将gps和glonass模拟中频卫星信号上变频为相应的卫星信号频点，具体为对应的1575.42mhz和1602.5625mhz；晶振电路15用于给arm主控电路和fpga信号生成电路分别提供25m和10m的基频；jtag接口电路16用于配置fpga信号生成电路中的芯片的初始状态，下载和调试相关程序；存储电路17用于存储fpga程序执行过程中产生的数据；串口电路18用于和上位机进行数据通讯；5v电源模块29用于给3.3v稳压电路30提供5v电压输入，经过稳压芯片及其外围电路输出3.3v电压，一部分给其它需要3.3v供电的模块使用，另一部分输入到1.2v稳压电路31，继续分压成1.2v供其它模块使用；led指示灯32用于指示gps和glonass双模黑飞无人机导航诱导系统的工作状态。

本实用新型实施例提供的gps和glonass双模黑飞无人机导航诱导系统在接通5v电源后，通过串口电路和jtag接口电路下载gps和glonass卫星信号生成算法程序和启动指令，led指示灯以1s的周期闪烁表示系统启动成功，电路工作正常。此时上变频电路输出gps和glonass射频卫星信号，经过天线增益后电路生成的模拟卫星信号可覆盖半径2公里的空域，这时若黑飞无人机入侵此空域，最短只需18秒，本实用新型实施例的系统产生的模拟gps和glonass卫星信号即可成功诱骗无人机的导航定位系统，使其错误地定位到预设的禁飞区坐标然后原地缓缓降落。

请参阅图3，在本实用新型实施例中，arm主控电路包括arm处理器芯片u1，与arm处理器芯片u1连接的第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7，第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5、第六电容c6、第七电容c7、第八电容c8以及按键开关k1；其中第一电阻r1、第三电阻r3、第七电阻r7和第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5、第六电容c6、第七电容c7、第八电容c8另一端接地，第二电阻r2、第四电阻r4、第五电阻r5和第六电阻r6另一端接3.3v稳压模块，按键开关k1接在第七电容c7的两端，第二电阻r2、第一电容c1、c2接arm处理器芯片u1的同一引脚、第三电阻r3、第四电阻r4接arm处理器芯片u1的同一引脚，第三电容c3、第四电容c4和第五电阻r5接arm处理器芯片u1的同一引脚，第六电阻r6、第七电容c7和按键开关k1接arm处理器芯片u1的同一引脚。按键开关k1按下后arm处理器芯片u1即可被复位。arm处理器芯片u1的型号是stm32h743。

arm主控电路与fpga信号生成电路之间通过自定义io口的方式进行数据的交互，具体为arm处理器芯片u1的io口pb0～pb15作为数据交互的16位数据总线，pi0～pi15作为数据交互的16位地址总线，规定低电平表示二进制数据0，高电平表示二进制数据1。

如图4所示，da转换电路包括接fpga信号生成电路的fpga芯片u2的第三芯片u3，fpga芯片u2的其中一引脚通过第十六电阻r16与第三芯片u3相连，da转换电路还包括接第三芯片u3的第十七电阻r17、第十八电阻r18、第十九电阻r19、第二十电阻r20、第二十一电阻r21、第二十二电阻r22以及第十一电容c11、第十二电容c12和第十三电容c13，da转换电路还包括两端分别接在第十九电阻r19的一端和第二十电阻r20的一端的第十四电容c14；第十九电阻r19的另一端和第二十电阻r20的另一端接地，第十七电阻r17的另一端接3.3v电源，第十二电容c12的另一端接3.3v电源，第十八电阻r18、第十一电容c11和第十三电容c13另一端接地，第二十一电阻r21的另一端和第二十二电阻r22的另一端接第四芯片u4；第十五电容c15和第十六电容c16先并联再与第二十三电阻r23串联后一端接5v电源模块另一端接到第四芯片u4的第3号引脚；第四芯片u4的第1号引脚输出的信号经过第十七电容c17、第二十六电阻r26后一路通过第三十电阻r30传到第一接插口p1端口，另一路经第二十九电阻r29传给上变频电路，第二十六电阻r26的两端还分别接第二十七电阻r27和第二十八电阻r28，第二十七电阻r27和第二十八电阻r28的另一端接地。第三芯片u3的型号是ad9742；第四芯片u4的型号是8061a；fpga芯片u2的型号是cycloneivep4c115f23i7n。

如图5所示，3.3v稳压电路包括第五芯片u5以及与第五芯片u5的第1号引脚和第2号引脚相连的第一电感l1和第十八电容c18，与第五芯片u5的第3号引脚相连的第十九电容c19，与第五芯片u5的第5号引脚相连的第三十电阻r30、第三十一电阻r31、第三十二电阻r32和第二十一电容c21；与第五芯片u5的第6号引脚和第7号引脚连接的第二十电容c20及第二电感l2；第十八电容c18、第十九电容c19、第二十电容c20以及第三十电阻r30的另一端接地。第五芯片u5的型号是lmz10504tzadj。

如图6所示，jtag接口电路包括第二接插口p2和与第二接插口p2相连的第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10、第十一电阻r11和第十二电阻r12；其中第八电阻r8的另一端、第二接插口p2的第2号引脚和第10号引脚接地，第九电阻r9的另一端、第十电阻r10的另一端、第十二电阻r12的另一端和第二接插口p2的第4号脚接3.3v稳压电路，第十一电阻r11的另一端和第二接插口p2的第3号引脚接fpga芯片u2。

如图7所示，flash存储电路包括第六芯片u6和与第六芯片u6相连的第十三电阻r13、第十四电阻r14、第九电容c9和第十电容c10；第十三电阻r13的另一端和第十四电阻r14的另一端分别接fpga芯片u2，第九电容c9和第十电容c10并联后一端接地另一端接到第六芯片u6和3.3v稳压电路。第六芯片u6的型号是epcs64n。

如图8所示，上变频电路包括依次电连接的频率综合器芯片u7、第一运算放大器芯片u8、混频器芯片u9、滤波器芯片u10、第二运算放大器芯片u11和第三接插口p3，还包括与频率综合器芯片u7连接的第二十二电容c22和第二十三电容c23，第二十二电容c22的另一端接fpga信号生成电路，第二十三电容c23的另一端接地，频率综合器芯片u7和第一运算放大器芯片u8之间串接有第二十四电容c24，第一运算放大器芯片u8和混频器芯片u9之间串接有第二十五电容c25，第一运算放大器芯片u8的输出端还接有串联的第三电感l3和第三十三电阻r33，第三电感l3和第三十三电阻r33之间还接有并联的第二十九电容c29、第二十七电容c27和第二十八电容c28，第二十九电容c29、第二十七电容c27和第二十八电容c28的另一端接地，混频器芯片u9和滤波器芯片u10之间串接有第三十四电阻r34，第三十四电阻r34和滤波器芯片u10之间还接有第三十五电阻r35，第三十五电阻r35的另一端接地，滤波器芯片u10和第二运算放大器芯片u11之间串接有第二十九电容c29，第二运算放大器芯片u11和第三接插口p3之间串接有第三十电容c30和第三十二电容c32，第三十电容c30和第三十二电容c32之间还接有第三十一电容c31，第三十一电容c31另一端接地，第三十电容c30和第三十一电容c31之间还接有串联的第四电感l4和第三十六电阻r36，第四电感l4和第三十六电阻r36之间还接有并联的第三十三电容c33和第三十四电容c34，第三十三电容c33和第三十四电容c34的另一端接地，第三十六电阻r36的另一端通过第三十五电容c35接地。频率综合器芯片将da转换电路输入的模拟中频信号和fpga信号生成电路输入进来的10mhz基频倍频出高频本振信号，经第一运算放大器芯片放大功率后通过混频器芯片进行混频，最后经滤波器芯片滤波和第二运算放大器芯片放大后得到模拟的gps和glonass的卫星信号。频率综合芯片u7的型号是si4133-bt；第一运算放大器芯片u8的型号是hmc474；混频器芯片u9的型号是jms-11；滤波器芯片u10的型号是ta0224a；第二运算放大器芯片u11的型号是bga7027。

本实用新型实施例提供的gps和glonass双模黑飞无人机导航诱导系统的所有电路均集成在一块电路板(例如141.605mm×89.916mm的电路板)上，电路布局布线合理。相较于传统同类设备，电路体积优化缩减了60％以上。

在本实用新型中，由于gps和glonass双模黑飞无人机导航诱导系统，包括arm主控电路、fpga信号生成电路、上变频电路和da转换电路，因此可同时产生gps和glonass导航诱导信号，可以实现对gps和glonass双模黑飞无人机的有效干扰和欺骗，较好地解决了双模黑飞无人机管控难的问题；能够对gps和glonass双模黑飞无人机进行高精度定位诱骗、诱骗时间短和诱骗失败率低和高鲁棒性等特点。且本系统布局合理，具有体积小、集成度高、鲁棒性好、产生的卫星信号逼真度高等特点。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。