靶机目标特性测量系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无人飞行器参数测量领域，特别是一种靶机目标特性测量系统。
【背景技术】
[0002]当前，随着科技水平的不断提高，无人机的应用越来越广泛。无人机凭借其良好的机动性和隐蔽性正在成为现代高科技战争中不可缺少的武器，已经被越来越多地装备到各国军队，无人机在进行军事上的侦察、执行作战任务或在通信、气象监测、灾害监测、地质勘察中可以降低劳动强度、减少人员伤亡，同时，无人机在测绘、航拍、搜寻等民用领域的应用也不断扩大。
[0003]无人机的基本飞行参数包括姿态参数、空间位置参数等，这些参数是无人机自动或自主性控制的前提和基础，是研究无人机飞行状态和性能的重要指标，对研究无人机平稳运行和事故分析具有非常重要的意义，此外，无人机在搜寻或施救任务中，其对目标物所处环境、目标物具体位置的准确判定也是至关重要的，目标物所处环境、目标物具体位置等信息是搜寻和施救的前提，其关系到对救灾物资的准确投放等问题。当前，现有的无人机的飞行参数大多基于GPS的方法获取，例如现有专利公开号为CN104615145A公开的无人机、无人机控制系统及控制方法，其通过GPS模块和摄像模块获取飞行器参数，GPS是全球卫星定位系统的简称，GPS方法具有全天候、实时性好、覆盖范围广等特点，可以提供三维速度、三维位置和时间共七维信息，它的这一特点由于其他的导航系统，从而使它获得了广泛的应用，但是GPS或其他卫星定位系统定位精度不高，因此，其不能作为无人飞行器参数获取的主要方式，尤其是靶机，其飞行的环境较为恶劣，在无法获取GPS或类似信号的情况下，例如风场、涵道、山谷、气候恶劣的高山上等，这种测试飞行器参数的方法更是完全不适用，即使可以使用，测量误差也比较大，飞行轨迹偏移严重，飞行参数无法实时调整，从而导致靶机失控，所以现有的定位和参数测量方法均具有局限性，实用性不足。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术通常使用GPS定位方法获得靶机飞行参数中存在的系统定位精度不高，飞行参数测量不准确，因此该定位方法不能作为无人飞行器参数获取的主要方式，此外，靶机飞行的环境较为恶劣，例如涵道、山谷、气候恶劣的高山上等，在这些区域内，无法获取GPS或类似信号，所以这种测试飞行器参数的方法更是完全不适用，同时，在飞行参数测量不准确的情况下，靶机飞行姿态也无法精确控制等问题，本发明提供一种靶机目标特性测量系统，该测量系统不仅能够实时精确获取靶机的飞行参数，而且可以根据飞行参数精确控制靶机的飞行姿态，从而完成地面服务器的飞行任务。
[0005]本发明的具体技术方案如下:
[0006]本发明提供了一种靶机目标特性测量系统，该系统包括机载飞控装置、飞行参数测量装置、地面收发控制平台，所述飞行参数测量装置与所述机载飞控装置连接，所述机载飞控装置与所述地面收发控制平台通信连接，其中，
[0007]所述机载飞控装置包括自驾仪控制器、信号分配器、油门舵机和舵面舵机，所述信号分配器与所述自驾仪控制器连接，所述油门舵机和所述舵面舵机均与所述所述信号分配器连接；所述信号分配器用于实现所述自驾仪控制器发送控制信号的中转和再分配，并为所述油门舵机和所述舵面舵机提供电源；所述油门舵机通过所述信号分配器获取所述自驾仪控制器的控制信号，所述油门舵机安装在靶机的发动机油路上，并通过控制所述发动机进油量实现对所述发动机转速的控制，所述舵面舵机通过所述信号分配器获取所述自驾仪控制器的控制信号，并用于控制飞行器的飞行姿态；
[0008]所述飞行参数测量装置包括处理器、数字磁罗盘、激光测距装置、惯性传感器，所述数字磁罗盘、所述激光测距装置、所述惯性传感器均与所述处理器连接，所述数字磁罗盘、所述激光测距装置、所述惯性传感器分别测量靶机方位角、俯仰角、飞行高度并传输至所述处理器，测量出的方位角、俯仰角、飞行高度均为靶机的真实飞行参数，所述处理器将真实飞行参数分别传输至所述自驾仪控制器，所述自驾仪控制器根据靶机的真实飞行参数计算出靶机的实时坐标并传输至所述地面收发控制平台；
[0009]所述地面收发控制平台包括数据存储模块、数据处理模块、设定飞行模块、轨迹偏移校对模块、参数校对模块和报警模块，所述数据存储模块、所述设定飞行模块、所述轨迹偏移校对模块、所述参数校对模块和所述报警模块均与所述数据处理模块连接；所述地面收发控制平台通过所述设定飞行模块设定靶机的标准飞行轨迹和标准飞行参数，所述地面收发控制平台接收所述自驾仪控制器发送的真实飞行参数及实时坐标并存储在所述数据存储模块内，所述数据处理模块将接收到的真实飞行参数和实时坐标处理形成真实飞行轨迹和真实飞行参数数据表；所述轨迹偏移校对模块用于检测真实飞行轨迹与标准飞行轨迹的误差，误差超过设定阈值，则通过所述报警模块进行报警，所述参数校对模块用于检测真实飞行参数与标准飞行参数的误差，误差超过设定阈值，则通过所述报警模块进行报警。
[0010]进一步的，所述惯性传感器包括加速度计和陀螺仪。
[0011]进一步的，所述飞行参数测量装置还包括辅助测量模块，所述辅助测量模块包括GPS定位模块、图像拍摄模块、超声波高度测量单元和飞行速度检测单元；所述GPS定位模块用于为靶机提供导航；所述图像拍摄模块用于拍摄靶机所处环境的照片；所述超声波高度测量单元使用固定的频率检测靶机的高度值；所述飞行速度检测单元利用光流场的速度判断靶机的飞行速度。
[0012]进一步的，该系统还包括震动幅度传感器，所述震动幅度传感器与所述自驾仪控制器连接，所述震动幅度传感器用于检测靶机在飞行过程中震动参数并将震动参数传输至所述自驾仪控制器。
[0013]进一步的，该测量系统还包括设置在靶机上的风场测量单元，所述风场测量单元包括水平地速测量模块、水平空速测量模块、风场雷达测量模块、信号放大处理模块和数据计算模块，所述水平地速测量模块、所述水平空速测量模块、所述风场雷达测量模块的输出端均与所述信号放大处理模块的输入端连接，所述信号放大处理模块的输出端与所述数据计算模块的输入端连接；所述数据计算模块根据所述水平地速测量模块和所述水平空速测量模块测量的数据计算出风场的风速，所述数据计算模块根据所述风场雷达测量模块测量的数据计算出风场的位置和大小；所述数据计算模块将计算得到的风场风速、位置和大小传输至所述自驾仪控制器，所述自驾仪控制器用于控制靶机在进入风场范围内时启动所述油门舵机和所述舵面舵机。
[0014]进一步的，所述地面收发控制平台还包括任务设定模块，所述任务设定模块将所述设定飞行模块设定的标准飞行轨迹和标准飞行参数的指令装帧后发送至所述自驾仪控制器，所述自驾仪控制器将参数指令解帧后，利用接收的标准飞行轨迹和标准飞行参数更新所述自驾仪控制器内的参数，所述舵面舵机根据更新后的参数调整靶机飞行姿态。
[0015]进一步的，该测量系统还包括环境参数检测装置，所述环境参数检测装置包括气象参数检测仪和有毒气体检测仪，所述气象参数检测仪用于检测靶机所处环境的气象信息并将该气象信息发送至所述自驾仪控制器，所述有毒气体检测仪用于检测靶机所述环境的气体成分及含量并将检测数据发送至所述自驾仪控制器，所述舵面舵机根据检测数据调整靶机飞行姿态。
[0016]进一步的，所述气象参数检测仪包括用于检测靶机所处外界环境温度的温度传感器、用于检测靶机所处外界环境湿度的湿度传感器和用于检测靶机所处压力的压力传感器。