基于北斗卫星的无人机飞行诸元数据的传输方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及通信【技术领域】，具体而言，涉及基于北斗卫星的无人机飞行诸元数据的传输方法及系统。基于北斗卫星的无人机飞行诸元数据的传输方法，包括：按照北斗短报文协议的标准，将采集的飞行诸元数据转化为飞行诸元数据北斗短报文；将所述飞行诸元数据北斗短报文发送至北斗通信卫星；接收北斗通信卫星转发的所述飞行诸元数据北斗短报文，并读取所述飞行诸元数据北斗短报文内的报文内容。本发明提供的基于北斗卫星的无人机飞行诸元数据的传输方法及系统克服了相关技术中采用微波通信传输飞行诸元数据，传输距离短，一般只有几十公里，而且容易受地形和建筑物的影响，通信的可靠性比较差的技术问题。
【专利说明】基于北斗卫星的无人机飞行诸元数据的传输方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信【技术领域】，具体而言，涉及基于北斗卫星的无人机飞行诸元数据的传输方法及系统。
【背景技术】
[0002]无人机(Unmanned Aerial Vehicle,缩写为UAV)是一种用无线电遥控或以自身程序控制飞行的不载人飞行器。无人机飞行过程中，一般需向地面传输飞行诸元数据，根据飞行诸元数据实现对无人飞机的定位监测。
[0003]相关技术中，一般采用微波通信传输无人机飞行诸元数据，信号频段为902 -928MHz。但，采用微波通信传输飞行诸元数据，传输距离短，一般只有几十公里，而且容易受地形和建筑物的影响，通信的可靠性比较差。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供基于北斗卫星的无人机飞行诸元数据的传输方法及系统，以解决上述的问题。
[0005]在本发明的实施例中提供了一种基于北斗卫星的无人机飞行诸元数据的传输方法，包括:
[0006]按照北斗短报文协议的标准，将采集的飞行诸元数据转化为飞行诸元数据北斗短报文；
[0007]将所述飞行诸元数据北斗短报文发送至北斗通信卫星；
[0008]接收北斗通信卫星转发的所述飞行诸元数据北斗短报文，并读取所述飞行诸元数据北斗短报文内的报文内容。
[0009]一种基于北斗卫星的无人机飞行诸元数据的传输系统，包括:
[0010]搭载于无人飞机上的北斗通信模块，用于按照北斗短报文协议的标准，将采集的飞行诸元数据转化为飞行诸元数据北斗短报文；还用于将所述飞行诸元数据北斗短报文发送至北斗通信卫星；
[0011]地面接收端，用于接收北斗通信卫星转发的所述飞行诸元数据北斗短报文，并读取所述飞行诸元数据北斗短报文内的报文内容。
[0012]本发明上述实施例的基于北斗卫星的无人机飞行诸元数据的传输方法及系统中，利用北斗通信卫星的北斗短报文功能实现飞行诸元数据的传输，利用北斗通信卫星传输飞行诸元数据传输距离远，传输信号不容易受地形和建筑物遮挡的影响，使得飞行诸元数据传输的可靠性增强。因此克服了相关技术中采用微波通信传输飞行诸元数据，传输距离短，一般只有几十公里，而且容易受地形和建筑物的影响，通信的可靠性比较差的技术问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1示出了本发明实施例基于北斗卫星的无人机飞行诸元数据的传输方法的流程图；
[0014]图2示出了本发明实施例基于北斗卫星的无人机飞行诸元数据的传输系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
[0016]本发明实施例提供一种基于北斗卫星的无人机飞行诸元数据的传输方法，主要处理步骤包括:
[0017]步骤Sll:按照北斗短报文协议的标准，将采集的飞行诸元数据转化为飞行诸元数据北斗短报文；
[0018]步骤S12:将飞行诸元数据北斗短报文发送至北斗通信卫星；
[0019]步骤S13:接收北斗通信卫星转发的飞行诸元数据北斗短报文，并读取飞行诸元数据北斗短报文内的报文内容。
[0020]本发明上述实施例的基于北斗卫星的无人机飞行诸元数据的传输方法中，利用北斗通信卫星的北斗短报文功能实现飞行诸元数据的传输，利用北斗通信卫星传输飞行诸元数据传输距离远，传输信号不容易受地形和建筑物遮挡的影响，使得飞行诸元数据传输的可靠性增强。因此克服了相关技术中采用微波通信传输飞行诸元数据，传输距离短，一般只有几十公里，而且容易受地形和建筑物的影响，通信的可靠性比较差的技术问题。
[0021]具体地，无人飞机中所采集的飞行诸元数据包括:无人机编码、数据采集时间、飞行纬度、飞行经度、海拔高度、飞行速度、横滚数据、俯仰数据及偏航数据。
[0022]本发明实施例中定义的飞行诸元数据，与相关技术中设计的飞行参数相比，本发明实施例中的飞行诸元数据更加简练，能更好的反映无人机的飞行状况；其次，相关技术中设计的飞行参数的精度不高，已经不适应现在高精度测姿定位等要求。
[0023]本发明实施例中提出的飞行飞行诸元编码，一方面结合了现有的测姿定位仪器和传感器的测量精度，另一方面根据无人机飞行监管的需要，对测量精度有所取舍，减少了数据传输量，提高了编码速度和通信效率
[0024]进一步地，本发明实施例中，根据无人机所属区域、所属行业、所属单位、无人机型号及无人机编码序号中的一种或多种信息按照预设编码规则进行编码，得到无人机编码。如此通过无人机编码即可直观地反映无人机的相关信息。
[0025]本发明实施例中还给出无人机编码的一种具体示例，例如无人机编码中可以包括区域编码，且该区域编码由两位十进制数字表示；
[0026]无人机编码中可以包括所属行业编码，该所属行业编码由两位十进制数字表示；
[0027]无人机编码中可以包括所属单位编码，该所属单位编码可以由三位十进制数字表示；
[0028]无人机编码中可以包括无人机型号编码，该无人机型号编码可以由三位十进制数子表不;
[0029]无人机编码中可以包括飞行平台类型编码，该飞行平台类型编码可以由一位十进制数字表示，例如飞行平台类型可以为固定翼平台类型及旋翼平台类型等。
[0030]数据采集时间包括:年月日时间及世界标准时；年月日时间包括6位十进制数字；
[0031]世界标准时精确到秒后三位，且世界标准时包括9位十进制数字及I位小数点。
[0032]例如，年月日时间的编码格式为YYMMDD，其中YY两位数字字节用于表示年；丽两位数字字节用于表示月；DD两位数字字节用于表示日。
[0033]世界标准时的编码格式为hhmmss.sss, hh用于表不小时，mm用于表不分，ss用于表示秒，小数点后面的SSS用于表示精确到秒之后的后三位数据。
[0034]飞行纬度包括纬度数据及纬度标识；纬度数据精确到小数点后四位，且纬度数据取值范围为O?90，共占9个字节；纬度标识为用于指示南纬北纬的字母，占一个字节。
[0035]飞行经度包括经度数据及经度标识；经度数据精确到小数点后四位，且经度数据取值范围为O?180，共占10个字节；经度标识为用于指示东经西经的字母，占一个字节。
[0036]例如，飞行纟韦度的编码格式可以为ddmm.;其中ddmm.mmmm表不纟韦度数据,N表示纬度标识，其中N表示北纬，该纬度标识还可以为S，表示南纬。另外，本发明实施例中纬度数据一度代表地面距离约为100km，为了更直观的表示，一般是用分为单位，整数位是4位，前两位代表整度位，后两位代表整分位。
[0037]例如，飞行经度的编码格式可以为dddmm.mmmm, E ;其中dddmm.mmmm表示经度数据，占10个字节；E表示纬度标识，其中E表示东经，该经度标识还可以为W，表示西经，该经度标示占I个字节。本发明实施例中经度数据一度代表地面距离约为100km，为了更直观的表示，一般是用分为单位，整数位是5位，前三位代表整度位，后两位代表整分位。
[0038]海拔高度取值范围为0-9999米；海拔高度精确到小数点后两位，且海拔高度共占7个字节。例如，海拔高度的编码格式为mmmm.mm。
[0039]飞行速度的单位为千米/每小时，飞行速度的取值范围为O?999千米/小时；飞行速度精确到小数点后一位，且飞行速度共占5个字节。例如，飞行速度的编码格式可以为mmm.m ；
[0040]确定从无人机机尾到机头的方向为视线方向，无人机顺时针旋转时横滚数据为正值，逆时针旋转时横滚数据为负值；横滚数据的绝对值取值范围为0-180度，横滚数据占6个字节，其中横滚数据可以为正值数据也可以为负值数据，标识横滚数据为正负值的正负号占据横滚数据的一个字节；例如横滚数据的编码格式可以为土ddd.d ；
[0041]预设水平基准面，无人机机头位于水平基准面与地面之间时，俯仰数据为负值；无人机机头位于水平基准面与天空之间时，俯仰数据为正值；俯仰数据取值范围为0-90度，俯仰数据占5个字节；其中俯仰数据可以为正值数据也可以为负值数据，标识俯仰数据为正负值的正负号占据俯仰数据的一个字节；俯仰数据的编码格式可以为土dd.d。
[0042]预先设定旋转起始位置，即设计的航线方向，且沿旋转起始位置顺时针方向旋转，偏航数据的取值范围0-360度，且偏航数据占5个字节。具体地，偏航数据用3位十进制数字表不，例如偏航的编码格式可以为ddd.do
[0043]本发明实施例还提供一种基于北斗卫星的无人机飞行诸元数据的传输系统，包括:
[0044]搭载于无人飞机上的北斗通信模块21，用于按照北斗短报文协议的标准，将采集的飞行诸元数据转化为飞行诸元数据北斗短报文；还用于将飞行诸元数据北斗短报文发送至北斗通信卫星；[0045]地面接收端22，用于接收北斗通信卫星转发的飞行诸元数据北斗短报文，并读取飞行诸元数据北斗短报文内的报文内容。
[0046]具体地地面接收端22可以为地面指挥机或为北斗接收机。
[0047]本发明实施例的基于北斗卫星的无人机飞行诸元数据的传输方法中给出的无人机飞行诸元数据，比现有技术中的飞行参数简练，并能更好的反映无人机飞行情况。
[0048]本发明实施例的基于北斗卫星的无人机飞行诸元数据的传输方法及系统中无人机飞行飞行诸元编码方案，结合现有飞控导航测姿精度，以及无人机在线监管需要，减少了相关参数的位数，减少了通信数据量。
[0049]本发明实施例的基于北斗卫星的无人机飞行诸元数据的传输方法及系统中，利用了北斗的短报文通信技术，传输作用距离远，信号不容易受地形起伏和建筑物的遮挡，可靠性强；
[0050]本发明实施例的基于北斗卫星的无人机飞行诸元数据的传输方法及系统中，采用的北斗通信模块，体积小、重量轻、成本低、易集成，适合普通民用无人机的使用。
[0051]显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
[0052]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于北斗卫星的无人机飞行诸元数据的传输方法，其特征在于，包括: 按照北斗短报文协议的标准，将采集的飞行诸元数据转化为飞行诸元数据北斗短报文； 将所述飞行诸元数据北斗短报文发送至北斗通信卫星； 接收北斗通信卫星转发的所述飞行诸元数据北斗短报文，并读取所述飞行诸元数据北斗短报文内的报文内容。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述飞行诸元数据包括:无人机编码、数据采集时间、飞行纬度、飞行经度、海拔高度、飞行速度、横滚数据、俯仰数据及偏航数据。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据无人机所属区域、所属行业、所属单位、无人机型号及无人机编码序号中的一种或多种信息按照预设编码规则进行编码，得到无人机编码。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述数据采集时间包括:年月日时间及世界标准时； 所述年月日时间包括6位十进制数字； 所述世界标准时精确到秒后三位，且所述世界标准时包括9位十进制数字及I位小数点。
5.根 据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述飞行纬度包括纬度数据及纬度标识； 所述纬度数据精确到小数点后四位，且所述纬度数据取值范围为O~90，共占9个字节; 所述纬度标识为用于指示南纬北纬的字母，占一个字节。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述飞行经度包括经度数据及经度标识； 所述经度数据精确到小数点后四位，且所述经度数据取值范围为O~180，共占10个字节; 所述经度标识为用于指示东经西经的字母，占一个字节。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述海拔高度取值范围为0-9999米； 所述海拔高度精确到小数点后两位，且所述海拔高度共占7个字节。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述飞行速度的取值范围为O~999千米/小时； 所述飞行速度精确到小数点后一位，所述飞行速度共占5个字节。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定从无人机机尾到机头的方向为视线方向，无人机顺时针旋转时横滚数据为正值，逆时针旋转时横滚数据为负值；所述横滚数据的绝对值取值范围为0-180度，所述横滚数据占6个字节； 和/或， 预设水平基准面，无人机机头位于所述水平基准面与地面之间时，所述俯仰数据为负值；无人机机头位于所述水平基准面与天空之间时，所述俯仰数据为正值；所述俯仰数据的绝对值取值范围为0-90度，所述俯仰数据占5个字节； 和/或， 预先设定旋转起始位置，且沿所述旋转起始位置顺时针方向旋转，所述偏航数据的取值范围0-360度，且所述偏航数据占5个字节。
10.一种基于北斗卫星的无人机飞行诸元数据的传输系统，其特征在于，包括: 搭载于无人飞机上的北斗通信模块，用于按照北斗短报文协议的标准，将采集的飞行诸元数据转化为飞行诸元数据北斗短报文；还用于将所述飞行诸元数据北斗短报文发送至北斗通信卫星； 地面接收端，用于接收北斗通信卫星转发的所述飞行诸元数据北斗短报文，并读取所述飞行诸元数据北 斗短报文内的报文内容。
【文档编号】H04B7/185GK103546468SQ201310500777
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月22日 优先权日:2013年10月22日
【发明者】李英成, 丁晓波, 刘飞, 刘沛, 薛艳丽 申请人:中测新图(北京)遥感技术有限责任公司