一种无人机基站的高精度定位改造设备及其应用方法与流程

本发明涉及到电气检修领域，更具体的，涉及一种无人机基站的高精度定位改造设备及其应用方法。

背景技术：

近年来，航空工业技术迅速发展,多旋翼无人机技术在输电线路巡检中得到了广泛的应用。随着rtk载波相位差分高精度定位技术的成熟，输电线路无人机巡检正向着自动驾驶智能巡检的方向发展。现有的输电线路智能巡检用无人机大多采用基站定位，但现有的无人机基站存在着以下缺陷：

一、普通gps基站，如大疆m210无人机基站等，由于其不带网络通信功能，只能依靠基站自行收敛架设位置，平均收敛时间长达30分钟，才能使基站坐标无线接近于真实坐标。在基站坐标不准确情况下进行机巡作业，会导致无人机定位误差大，安全性能低，作业效率差等问题，严重影响了无人机智能巡检作业的开展。

二、rtk基站虽然可通过获取网络差分信号，解算得出高精度定位，但需时刻保证网络通信，受网络信号影响，占用资源的同时，难以保证无人机定位精度，造成无人机智能巡检作业效率低下，安全可靠性低等问题。且每台机均在工作工程中均需配置专用网络差分账号，以保障无人机正常工作，而且目前专用网络差分账号的费用昂贵。

技术实现要素：

针对现有技术中输电线路自动驾驶无人机存在定位精度低、受网络信号影响大、专用网络账号使用效率低的技术缺陷，本发明提出一种输电线路自动驾驶无人机的塔上基站系统，本发明采用的技术方案是：

一种无人机基站的高精度定位改造设备，包括电源模块、控制单元、解算单元、无线通信模块、卫星信号接收天线和电台；所述的电源模块为控制单元、解算单元、无线通信模块、卫星信号接收天线和电台供电；所述的无线通信模块、控制单元、解算模块、电台依次进行电连接；所述的接收天线与解算模块进行电连接。

在一种优选方案中，所述的控制单位为mcu微处理器，解算单元为rtk解算板卡。

在一种优选方案中，所述的无线通信模块为4g透传模块。

在一种优选方案中，所述的卫星信号接收天线为三星三频接收天线，接收gps卫星、glonass卫星、compass卫星的定位信息。

在一种优选方案中，所述的电台为无人机专用广播电台。

本发明还提供一种无人机基站的高精度定位改造设备应用方法，所述的方法基于上述的无人机基站的高精度定位改造设备，包括以下步骤；

s1：打开电源，启动基站，rtk解算板卡进入移动站工作模式，mcu获取预设的网络差分服务地址、端口与账号信息，完成设备初始化；

s2：天线获取卫星信号，发送给rtk解算板卡解算，生成gpgga定位报文，同时mcu解析gpgga报文是否有效；若有效即可进行下一步s3；若无效，重复s2步骤，获取卫星信号并解算生成gpgga定位报文，并通过mcu解析是否有效；

s3：若gpgga报文有效，mcu通过4g透传模块向网络差分播报服务器发送账号信息，4g透传模块接收返回信息，并传送给mcu，若返回账号验证成功消息，即可进行下一步s4；若无验证成功消息，重复s3步骤，继续发送账号信息，4g透传模块接收返回信息，并传送给mcu判断账号是否验证成功；

s4：若账号验证成功，4g透传模块向网络差分播报服务器获取有效的rtcm32报文消息，发送给rtk解算板卡解算，得出高精度坐标，并传送给mcu判断是否为固定解；若为固定解即可进行下一步s4；若不是固定解，重复s4步骤，持续获取有效的rtcm32报文消息，发送给rtk解算板卡解算，得出高精度坐标，并传送给mcu判断是否为固定解；

s5：若解算坐标为固定解，mcu发送指令锁定rtk解算板卡为此高精度坐标位置，使rtk解算板卡进入基站工作模式，并通过4g透传模块向网络差分播报服务器发送断开与网络差分播报服务器连接指令，最大限度降低功耗，节省资源，从而保证了作业效率；同时mcu通过电台向无人机广播rtk解算板卡播报的rtcm32报文，开始无人机作业；

s6：无人机作业结束后，关闭电源，基站停止工作，工作结束。

在一种优选方案中，所述的网络服务器为差分播报网络服务器。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)具有自动高精度定位功能，保证无人机定位精度。本设备具有网络通信功能，通过网络rtk技术，获取网络差分信号播报服务器播报的网络差分信号，解算得出基站的高精度位置，从而实现多旋翼无人机在强电磁场中精准定位、准确导航飞行和采集高精度航测照片数据的效果。该方式大大提高了普通基站的定位精度，保证了无人机的作业准确性和安全性，有效提高了无人机的作业质量，为无人机智能巡检作业的应用与推广创造了条件。

(2)简单，易操作，低功耗，保证作业效率。本设备设置网络差分账号后，通电即可自动向网络差分信号播报服务器获取网络差分信号，并自动解算得出基站的高精度位置，当基站解算位置达到固定解即厘米级定位精度后，设备自动锁定位置，停止获取网络差分信号，释放网络查分账号，最大限度降低功耗，节省资源的同时，保证无人机高精度定位，从而保证了无人机巡检作业的易操作性和高效性。

(3)本设备帮助基站进行位置收敛，快速完成基站的坐标的锁定，释放网络账号，账号可供其他设备使用，多台设备可共用一个账号，极大地节约了费用。

附图说明

图1为本发明提出的一种输电线路自动驾驶无人机的塔上基站系统的模块示意图；

图2为本发明提供的一种输电线路自动驾驶无人机的塔上基站系统应用方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

本发明提供一种无人机基站的高精度定位改造设备，包括电源模块1、控制单元2、解算单元3、无线通信模块4、卫星信号接收天线5和电台6；所述的电源模块1为控制单元2、解算单元3、无线通信模块4、卫星信号接收天线5和电台6供电；所述的无线通信模块4、控制单元2、解算模块、电台6依次进行电连接；所述的接收天线与解算模块进行电连接。

在一种优选方案中，所述的控制单元2为mcu微处理器2，解算单元3为rtk解算板卡3。

在一种优选方案中，所述的无线通信模块4为4g透传模块4。

在一种优选方案中，所述的卫星信号接收天线5为三星三频接收天线5，接收gps卫星、glonass卫星、compass卫星的定位信息。

在一种优选方案中，所述的电台6为无人机专用广播电台6。

实施例2

本发明还一种无人机基站的高精度定位改造设备应用方法，所述的方法基于上述的无人机基站的高精度定位改造设备，包括以下步骤；

s1：打开电源，启动基站，rtk解算板卡3进入移动站工作模式，mcu微处理器2获取预设的网络差分服务地址、端口与账号信息，完成设备初始化；

s2：天线获取卫星信号，发送给rtk解算板卡3解算，生成gpgga定位报文，同时mcu微处理器2解析gpgga报文是否有效；若有效即可进行下一步s3；若无效，重复s2步骤，获取卫星信号并解算生成gpgga定位报文，并通过mcu微处理器2解析是否有效；

s3：若gpgga报文有效，mcu微处理器2通过4g透传模块向网络差分播报服务器发送账号信息，4g透传模块接收返回信息，并传送给mcu微处理器2，若返回账号验证成功消息，即可进行下一步s4；若无验证成功消息，重复s3步骤，继续发送账号信息，4g透传模块接收返回信息，并传送给mcu微处理器2判断账号是否验证成功；

s4：若账号验证成功，4g透传模块向网络差分播报服务器获取有效的rtcm32报文消息，发送给rtk解算板卡3解算，得出高精度坐标，并传送给mcu微处理器2判断是否为固定解；若为固定解即可进行下一步s4；若不是固定解，重复s4步骤，持续获取有效的rtcm32报文消息，发送给rtk解算板卡3解算，得出高精度坐标，并传送给mcu微处理器2判断是否为固定解；

s5：若解算坐标为固定解，mcu微处理器2发送指令锁定rtk解算板卡3为此高精度坐标位置，使rtk解算板卡3进入基站工作模式，并通过4g透传模块向网络差分播报服务器发送断开与网络差分播报服务器连接指令，最大限度降低功耗，节省资源，从而保证了作业效率；同时mcu微处理器2通过电台6向无人机广播rtk解算板卡3播报的rtcm32报文，开始无人机作业；

s6：无人机作业结束后，关闭电源，基站停止工作，工作结束。

在一种优选方案中，所述的网络服务器为差分播报网络服务器。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。