[发明专利]一种中小型无人机回收定位装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种中小型无人机回收定位装置，属于通信技术领域。

背景技术

中小型无人机在军事和民用领域都有着广泛的用途，如军事侦察、输油管线巡查、城市规划、大气环境监控等。中小型无人机由地面控制站进行遥控，两者之间通过双向的测控链路进行通讯，地面控制站上传各种指令控制无人机，而无人机将机上的各种参数和任务设备获得的数据经机载计算机向地面控制站发送，无人机上的机载计算机、机载测控电台和地面控制站的地面站计算机、地面测控电台构成无人机的遥控遥测系统，其系统结构图可参见图1：无人机操作人员通过地面站计算机7发出各种控制指令，这些控制指令经地面测控电台6发送到机载测控电台3，然后传送到机载计算机2，经解码后控制无人机5的飞行和动作，例如控制无人机5上的伞降回收装置4完成开伞；无人机5上的各种参数和任务设备获得的数据，例如机载GPS接收机1获得的无人机5的位置数据和伞降回收装置4的状态，经机载计算机2收集编码后传送给机载测控电台3，机载测控电台3将其发送给地面测控电台6，然后传送到地面站计算机7，经地面站计算机7解码后显示给无人机5的操作人员。中小型无人机采用的测控链路设备是由机载和地面的两台专用测控电台构成。机载测控电台受到体积、重量、功率等方面的限制，其发射功率有限，因此也直接影响了与地面测控电台之间的通讯距离，两者之间能够直接进行通讯的区域一般在地面控制站周围半径100km范围以内。中小型无人机通常采用弹射或火箭助推等方式起飞升空，而采用伞降方式进行回收。为了确保开伞成功，伞降动作由专门的伞降回收装置完成，该机构通常由中小型无人机的机载计算机进行控制。

中小型无人机一般使用GPS接收机进行导航定位，可以获得经度、纬度、地理高度、时间和东向、北向、天向三个方向的地速等数据。GPS定位是一种高精度、全天候的定位技术，通过GPS接收机所收到GPS卫星发送的信号，可以精确地测量GPS接收机所处的位置。GPS接收机工作时，必须保证在其天线接收仰角的范围内能接收到4颗以上卫星的信号才能进行正常定位。无人机的GPS天线都安装在机身的上表面，使天线接收仰角向上。当无人机伞降接地后，机身可能颠覆，不能确保GPS天线向上的状态，常常会因GPS天线被无人机的其它部位遮挡或不能保持良好的接收角度，造成GPS接收机无法正常定位。

无线电测向是在两个相距一定距离的接收点上接收无线电信标机发射的全向无线电信标信号，然后根据该信号测定信标机的方位，过两个接收点按照各自测定的信标机方位角分别画一条直线，由两条直线的交点来确定信标机位置的方法。无线电信标机通常由于发射功率的限制，其信号只有在距离信标机一定范围内才能够被接收到，不适用于远距离的定位。

随着民用无线移动通讯行业的迅速发展，GPRS和CDMA网络已经覆盖我国国土的大部分区域。GPRS和CDMA网络不仅可以双向传送语音，而且可以传送数据。在无人机上安装GPRS或CDMA通讯模块，在我国境内基本可以实现无人机与地面之间无间隙的持续双向数据通讯。

在现有技术中，当无人机进行伞降方式回收时，受开伞高度和当地风速、风向等环境因素的影响，很难精确地降落于指定的位置。由于无人机的位置已经通过测控链路实时传送到无人机地面控制站，如果无人机接地后降落于在测控链路的作用范围内且GPS能正常工作，则通过地面控制站能知道无人机的接地位置。但当无人机接地后因机身颠覆等原因导致GPS无法正常工作、或者伞降后飘落于地面控制站的通讯作用范围外时，只能根据发出开伞指令时无人机的位置和开伞高度确定接地的大致范围，然后需要安排回收人员对该区域进行往复巡查以发现和回收无人机，这项工作既费时又费力。

发明内容

本发明的目的是提供一种中小型无人机回收定位装置，利用本装置能够实现下列功能：

1)无人机伞降后的回收定位信息的通讯覆盖范围可以不受机载测控设备发射功率的限制；

2)在无人机伞降接地后GPS接收机无法正常工作时，回收人员能对无人机接地位置进行精确定位。