一种无人直升机的侦查照射系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种无人直升机的侦查照射系统，包括无人直升机平台，还包括光电吊舱和地面测控站，所述光电吊舱设置于所述无人直升机平台上方，包括控制电子箱、光电转塔和激光电子箱，所述控制电子箱分别与所述光电转塔和所述激光电子箱双向通信；所述地面测控站包括测控链路设备、接口设备和控制设备，所述控制设备用于产生旋转指令和启动、停止指令；所述接口设备用于将指令打包；所述测控链路设备用于传送打包的指令至所述控制电子箱。本发明还包括一种无人直升机的侦查照射方法。本发明可以独立遂行侦察、目标定位、火力校射等作战任务，为其激光末制导武器进行末端导引。
【专利说明】一种无人直升机的侦查照射系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种侦查照射系统及方法，具体涉及一种无人直升机的侦查照射系统及方法。
【背景技术】
[0002]21世纪以来，作为“尖兵之翼”的无人机已成为未来战争的发展趋势，利用无人机进行目标定位、战场损伤评估、火力校射，特别是利用无人机代替有人车辆深入战场前端为激光制导武器进行照射导引已成为一种主流。近年来，155武器系统在国际军贸市场取得了良好的市场反响，但同时外方亦提出了为155激光末制导武器系统提供空中照射的要求。目前固定翼无人机的飞行速度较快，由于光电吊舱的照射距离有限，从发现、锁定目标到照射的时间较短，对光电吊舱的操作人员要求较高，定位难度大，定位不精确。
【发明内容】
[0003]发明目的:本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种对操作人员要求低、定位难度小并精确的无人直升机的侦查照射系统。
[0004]同时，本发明还提供一种解决上述问题的无人直升机的侦查照射方法。
[0005]技术方案:本发明所述的一种无人直升机的侦查照射系统，包括无人直升机平台，还包括光电吊舱和地面测控站，所述光电吊舱设置于所述无人直升机平台上方，包括控制电子箱、光电转塔和激光电子箱，所述控制电子箱用于接收所述地面测控站的控制信号并将所述控制信号转发至所述光电转塔和所述激光电子箱，同时接收所述激光电子箱传送的数据并将数据传送至所述地面测控站；所述光电转塔与所述控制电子箱通信连接，接收所述控制电子箱的控制信号进行角度的调节；所述激光电子箱接收所述控制电子箱的控制信号启动或停止激光测距；
所述地面测控站包括测控链路设备、接口设备和控制设备，所述控制设备用于产生旋转指令和启动、停止指令并将上述指令发送至所述接口设备；所述接口设备用于将指令打包并发送给所述测控链路设备；所述测控链路设备用于传送打包的指令至所述控制电子箱，同时接收所述控制电子箱传送的数据。
[0006]本发明技术方案的进一步限定为，所述无人直升机平台为Z-5型无人直升机平台。
[0007]进一步地，所述光电转塔为E0T16_MS型光电转塔。
[0008]进一步地，所述测控链路设备包括主链路设备、副链路设备、地面高增益天线和天线伺服跟踪设备，所述主链路设备与所述地面高增益天线和天线伺服跟踪设备连接，用于结算天线定位数据，并对天线伺服跟踪设备进行控制和检测；所述副链路设备用于主链路设备的备用，与主链路设备实现相同的功能。
[0009]进一步地，所述接口设备包括串口接口设备、网口接口设备和/或光线接口设备。
[0010]进一步地，所述控制设备包括内操纵器、外操纵器和任务操纵器，所述内操纵器和任务操纵器均为矩阵式键盘，所述外操纵器为带有多路开关通道的摇杆操纵器。
[0011]本发明提供的另一技术方案为:一种无人直升机的侦查照射方法，包括角度调节步骤和目标定位步骤，所述角度调节步骤具体为:
(1)控制设备的任务操纵器将任务模式调整为角度调整任务，启动外操纵器；
(2)外操纵器调整角度，发送角度调整指令至接口设备；
(3)接口设备将角度调整指令打包并发送给测控链路设备；
(4)测控链路设备将打包的角度调整指令传送至控制电子箱；
(5)控制电子箱将角度调整指令传送至光电转塔；
(6)光电转塔根据接收的角度调整指令进行角度调节；
所述目标定位步骤具体为:
①控制设备的任务操纵器将任务模式调整为目标定位任务，启动内操纵器；
②内操纵器根据需要产生定位测距指令，并将定位测距指令发送给接口设备；
③接口设备将定位测距指令打包并发送给测控链路设备；
④测控链路设备将打包的定位测距指令传送至控制电子箱；
⑤控制电子箱将定位测距指令传送至激光电子箱；
⑥激光电子箱根据接收的定位测距指令进行激光测距，并将激光测距后的目标距离数据传送至控制电子箱；
⑦控制电子箱将目标距离数据传送至测控链路设备；
⑧测控链路设备将目标距离数据传送至地面测控站进行数据的存储及显示。
[0012]有益效果:本发明提供的一种无人直升机的侦查照射系统及方法，可以独立遂行侦察、目标定位、火力校射等作战任务，也可配备陆军，为其激光末制导武器进行末端导引，满足客户提出为155激光末制导武器系统提供空中照射的要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是一种无人直升机系统的结构示意图；
图2是一种无人直升机系统的侦查照射方法的工作流程图；
图3是本实施例的控制电子箱电气面板示意图；
图4是本实施例的无人直升机平台和控制电子箱电气交联图；
图5是本实施例的摇杆操纵器和地面测控站的电气交联图。
【具体实施方式】
[0014]下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
[0015]实施例:本实施例提供一种无人直升机的侦查照射系统，其结构示意图如图1所示，包括无人直升机平台、光电吊舱和地面测控站。
[0016]所述无人直升机平台为Z-5型无人直升机平台，主要作用为光电吊舱提供一种可靠的空中平台并搭载光电吊舱到目标区域上空执行特定的任务。无人直升机平台包括基本平台系统、飞行控制系统、测控系统。其中平台系统包括机体结构与旋翼系统、动力系统和机载供电系统，机体框架为直升机其它部件提供安装的基础，直升机旋翼系统安装于机身框架上部，是直升机的主要升力来源并为直升机的前、后、左、右移动提供分力；动力系统安装在机身框架内，包括冷却系统、燃油系统、润滑系统、电器系统和涡轮增压及控制系统，主要给直升机提供动力；机载供电系统包括交流发电机、AC-DC.24V电池组等，主要给直升机任务设备和机载设备提供电源；飞行控制系统包括机载传感器、飞控计算机和舵回路及作动器，主要通过传感器管理、通信管理、飞行管理和控制计算来实现直升机的各种飞行功能和性能；测控系统包含主、备两套链路系统，实现无人直升机和地面测控站之间的通信，用于对目标进行遥控、遥测、跟踪定位以及信息的实时传输。
[0017]所述光电吊舱设置于所述无人直升机平台上方，主要实施侦察、定位并为火炮系统提供激光照射，实现火炮系统的精确打击，包括控制电子箱、光电转塔和激光电子箱。所述控制电子箱用于接收所述地面测控站的控制信号并将所述控制信号转发至所述光电转塔和所述激光电子箱，同时接收所述激光电子箱传送的数据并将数据传送至所述地面测控站。控制电子箱电气面板示意图如图3所示，控制电子箱的A插座，插头为J599/26WC35SN、22芯，后附件J1784A-13W ； T2:去飞机数传盒。稳瞄电子箱的C插座:输出一路标准CCIR视频信号，插头为TNC插头。无人机和控制电子箱电气交联关系图如图4所示。
[0018]所述光电转塔为E0T16_MS型光电转塔，与所述控制电子箱通信连接，接收所述控制电子箱的控制信号进行角度的调节；所述激光电子箱接收所述控制电子箱的控制信号启动或停止激光测距。光电吊舱的主要功能如下:(1)稳定瞄准线；(2)对目标进行搜索、探测、识别；(3)对目标进行手动跟踪和自动跟踪；(4)对目标进行激光测距；(5)报告瞄准线相对于机轴的的角度和目标距离数据；(6)为激光半主动制导导弹指示目标；(7)输出被监视区域的电视视频信号。
[0019]所述机械接口指与直升机有机械接口连接的光电吊舱、控制电子箱、激光电子箱，通过螺钉和直升机连接工装相连。
[0020]所述地面测控站主要用于无人直升机的任务规划，遥测、遥控等工作，并承载光电吊舱的地面指挥控制设备，包括测控链路设备、接口设备、控制设备、数据及图像信息监视显示设备和地面指挥控制设备。所述控制设备用于产生旋转指令和启动、停止指令并将上述指令发送至所述接口设备。所述控制设备包括内操纵器、外操纵器和任务操纵器，所述内操纵器和任务操纵器均为矩阵式键盘，所述外操纵器为带有多路开关通道的摇杆操纵器。内操纵器使用矩阵式键盘，指令容量大于50条，并可以进行编程。任务操纵器也使用矩阵式键盘，并配有操纵手柄，以备摄像球头等任务设备操控使用。外操纵器是供操纵手手动操纵无人直升机的手持设备，采用摇杆操纵方式，并配有多路开关通道。E0S-280型机载光电吊舱的操控通过数据链的命令传输，由摇杆操纵手柄发指令来完成操控任务，摇杆操纵手柄的地面连接如图5所示。
[0021 ] 所述接口设备包括串口接口设备、网口接口设备和/或光线接口设备，用于将指令打包并发送给所述测控链路设备。接口设备负责将地面操控设备的指令、航线规划指令、任务规划指令等打包送给测控链路设备进行上传，同时负责地面遥测下传数据的分发显示，并提供多个接口如串口、网口或光纤等，可用于授时数据的传输、指控系统交互接口和备用接口。还负责主副链路的切换以及地面多天线阵的管理。
[0022]所述测控链路设备用于传送打包的指令至所述控制电子箱，同时接收所述控制电子箱传送的数据。所述测控链路设备包括主链路设备、副链路设备、地面高增益天线和天线伺服跟踪设备，所述主链路设备与所述地面高增益天线和天线伺服跟踪设备连接，用于结算天线定位数据，并对天线伺服跟踪设备进行控制和检测；所述副链路设备用于主链路设备的备用，与主链路设备实现相同的功能。测控链路设备不仅提供上下行数据和下行图像，还负责解算无线电定位数据，并对天线伺服跟踪机构进行控制和监测。
[0023]数据及图像信息显示、储存和回放设备，数据显示、存储和回放采用工控机加显示器方式，工控机选用可双屏显示的军用加固型计算机，显示器也选用加固型。
[0024]地面指挥控制设备具有对无人直升机侦察照射系统的任务规划、飞行控制和管理、任务载荷的控制管理、链路的监控和管理记录、侦察信息的处理显示记录和分发等功倉泛。
[0025]还包括综合保障设备，主要用于无人直升机侦察照射系统的维护、转场运输、飞行前的准备等，包括储运车、地面供电设备、燃油加注设备和检测设备。
[0026]上述无人直升机的侦查照射系统的工作原理为在地面测控站上控制直升机飞行姿态、操纵光电设备对目标进行搜索、探测、识别、手动跟踪和自动跟踪、激光测距；报告瞄准线相对于机轴角度和目标距离；同时为激光末制导导弹提供激光导引并监视目标区域的电视视频信号，包括角度调节步骤和目标定位步骤，所述角度调节步骤具体为:
(1)控制设备的任务操纵器将任务模式调整为角度调整任务，启动外操纵器；
(2)外操纵器调整角度，发送角度调整指令至接口设备；
(3)接口设备将角度调整指令打包并发送给测控链路设备；
(4)测控链路设备将打包的角度调整指令传送至控制电子箱；
(5)控制电子箱将角度调整指令传送至光电转塔；
(6)光电转塔根据接收的角度调整指令进行角度调节；
所述目标定位步骤具体为:
①控制设备的任务操纵器将任务模式调整为目标定位任务，启动内操纵器；
②内操纵器根据需要产生定位测距指令，并将定位测距指令发送给接口设备；
③接口设备将定位测距指令打包并发送给测控链路设备；
④测控链路设备将打包的定位测距指令传送至控制电子箱；
⑤控制电子箱将定位测距指令传送至激光电子箱；
⑥激光电子箱根据接收的定位测距指令进行激光测距，并将激光测距后的目标距离数据传送至控制电子箱；
⑦控制电子箱将目标距离数据传送至测控链路设备；
⑧测控链路设备将目标距离数据传送至地面测控站进行数据的存储及显示。
[0027]无人直升机侦察照射系统工作流程如图2所示:
(1)无人直升机搭载光电吊舱从基地起飞，爬升至合适相对高度巡航；
(2)无人直升机飞行到目标区域上空后，操纵光电吊舱对目标区域进行搜索、侦察；
(3)发现目标后，通知155火炮系统准备，同时无人直升机盘旋侦察，待火炮系统准备完毕后，无人直升机按照图2所示回到合适照射点准备悬停或者小速度前飞，并锁定目标，同时地面火炮系统发出发射指令后，读秒合适时间(视弹到目标点距离确定)后，发出照射指令，直升机确保一直锁定目标直至末制导弹击中目标，对吊舱进行变焦操作并观察损伤效果； (4)完成任务后，直升机立即返航。
[0028]如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
【权利要求】
1.一种无人直升机的侦查照射系统，包括无人直升机平台，其特征在于，还包括光电吊舱和地面测控站，所述光电吊舱设置于所述无人直升机平台上方，包括控制电子箱、光电转塔和激光电子箱，所述控制电子箱用于接收所述地面测控站的控制信号并将所述控制信号转发至所述光电转塔和所述激光电子箱，同时接收所述激光电子箱传送的数据并将数据传送至所述地面测控站；所述光电转塔与所述控制电子箱通信连接，接收所述控制电子箱的控制信号进行角度的调节；所述激光电子箱接收所述控制电子箱的控制信号启动或停止激光测距； 所述地面测控站包括测控链路设备、接口设备和控制设备，所述控制设备用于产生旋转指令和启动、停止指令并将上述指令发送至所述接口设备；所述接口设备用于将指令打包并发送给所述测控链路设备；所述测控链路设备用于传送打包的指令至所述控制电子箱，同时接收所述控制电子箱传送的数据。
2.根据权利要求1所述的一种无人直升机的侦查照射系统，其特征在于，所述无人直升机平台为Z-5型无人直升机平台。
3.根据权利要求1所述的一种无人直升机的侦查照射系统，其特征在于，所述光电转塔为E0T16_MS型光电转塔。
4.根据权利要求1所述的一种无人直升机的侦查照射系统，其特征在于，所述测控链路设备包括主链路设备、副链路设备、地面高增益天线和天线伺服跟踪设备，所述主链路设备与所述地面高增益天线和天线伺服跟踪设备连接，用于结算天线定位数据，并对天线伺服跟踪设备进行控制和检测；所述副链路设备用于主链路设备的备用，与主链路设备实现相同的功能。
5.根据权利要求1所述的一种无人直升机的侦查照射系统，其特征在于，所述接口设备包括串口接口设备、网口接口设备和/或光线接口设备。
6.根据权利要求1所述的一种无人直升机的侦查照射系统，其特征在于，所述控制设备包括内操纵器、外操纵器和任务操纵器，所述内操纵器和任务操纵器均为矩阵式键盘，所述外操纵器为带有多路开关通道的摇杆操纵器。
7.一种无人直升机的侦查照射方法，其特征在于，包括角度调节步骤和目标定位步骤，所述角度调节步骤具体为: (1)控制设备的任务操纵器将任务模式调整为角度调整任务，启动外操纵器； (2)外操纵器调整角度，发送角度调整指令至接口设备； (3)接口设备将角度调整指令打包并发送给测控链路设备； (4)测控链路设备将打包的角度调整指令传送至控制电子箱； (5)控制电子箱将角度调整指令传送至光电转塔； (6)光电转塔根据接收的角度调整指令进行角度调节； 所述目标定位步骤具体为: ①控制设备的任务操纵器将任务模式调整为目标定位任务，启动内操纵器； ②内操纵器根据需要产生定位测距指令，并将定位测距指令发送给接口设备； ③接口设备将定位测距指令打包并发送给测控链路设备； ④测控链路设备将打包的定位测距指令传送至控制电子箱； ⑤控制电子箱将定位测距指令传送至激光电子箱；⑥激光电子箱根据接收的定位测距指令进行激光测距，并将激光测距后的目标距离数据传送至控制电子箱； ⑦控制电子箱将目标距离数据传送至测控链路设备； ⑧测控链路设备将目标`距离数据传送至地面测控站进行数据的存储及显示。
【文档编号】B64D47/00GK103770947SQ201410032574
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月23日 优先权日:2014年1月23日
【发明者】宫元, 戴勇, 马春山, 张威, 宋立辉, 吴开春, 韩正伟 申请人:中国人民解放军总参谋部第六十研究所, 中国北方工业公司