[发明专利]一种基于太空核电站的电动飞机精确定位系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明属于飞机定位技术领域，特别是涉及一种基于太空核电站的电动飞机精确定位系统及控制方法。

背景技术

随着民航业的发展，越来越多的人选择乘坐飞机出行。但是，随着航班架次的增多及恐怖活动的加剧，飞机安全问题日益引起公众关注。尤其是2014年马航MH370事件的发生，再次使人们对于飞行安全问题引起高度关注。有关专家认为是机上人员手动关闭了飞机定位装置从而造成飞机定位功能失效，使得MH370事件中的飞机人间蒸发，而且至今仍为找到。目前的飞机定位主要依靠星基GPS系统，通过MH370事件发现，该系统最大的问题在于：如果发射端关闭信号传输，控制端将无法进行定位，该问题在目前技术手段下尚难以解决。

与此同时，飞机制造业也在发生着历史性的变革，1957年6月30日，一架使用永磁电动机和银锌电池驱动的电动模型飞机“无线电皇后”号在英国试飞成功，这是有官方报道的世界上第一架电动飞机。从20世纪70年代开始，电力模型飞机开始陆续试飞，并产生了无线能量传输电动飞机的概念。但是，电动飞机的主要问题在于续航能力，虽然随着太阳能电池效率的不断提高，已经可以实现了洲际飞行，但是受飞机载重量限制而无法应用于商业用途。因此，如果能解决高效率的无线能量传输问题，将是推动电动飞机发展的里程碑。

在电力能源领域，核电站在冷战时期就被送上了太空，虽然该行为因核辐射问题存在着广泛争议，但美国NASA仍在从事此方面研究，作为人类探索太空的“加油站”。

近年来，无线电力传输的研究取得了实质性的进展，其利用无线电的手段，将电能转换成为无线电波发送出去，再通过特定的接收装置将无线电波收集起来并转换为电能。

综合上述三个问题可见，如果能够为电动飞机提供可靠的动力将会促进电动飞机的商业化应用，同时利用电动飞机对无线能量传输的依赖性，实现飞机精确定位，将可以避免类似MH370事件的再次发生，从而提升民航运输的安全水平。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于太空核电站的电动飞机精确定位系统及控制方法。

为了达到上述目的，本发明提供的基于太空核电站的电动飞机精确包括控制端和接收端，所述的控制端包括多个太空核电站、多个电力发射器和多个定位信息发射器，其中太空核电站为设有核电站的地球静止卫星，其上设有控制装置；电力发射器和信息传输器设置于太空核电站上，并且太空核电站与电力发射器及定位信息发射器相连接；所述的接收端包括多个电力接收器、多组高容量蓄电池和多个定位信息接收器，其中电力接收器、高容量蓄电池和定位信息接收器分别设置于电动飞机的顶部和内部，且高容量蓄电池与电力接收器及定位信息接收器相连并为电动飞机供电。

所述的定位信息发射器和定位信息接收器以无线方式连接；电力发射器以无线方式向电力接收器传输能量。

如图2所示，本发明提供的基于太空核电站的电动飞机精确定位系统的控制方法包括按顺序执行的下列步骤：

1)判断飞机是否起飞的S1阶段：在此阶段中，控制端上的定位信息发射器与接收端上的定位信息接收器进行信息交换，以确认电动飞机的位置及是否将执行飞行任务，如果判断结果为“是”，则进入S3阶段；否则进入S2阶段；

2)系统空闲的S2阶段：在此阶段中，系统待机30秒，然后进入S1阶段的入口；

3)无线能量输送的S3阶段：在此阶段中，控制端上的多个太空核电站向多个电力发射器输出电能，多个电力发射器根据系统指定的电动飞机上电力接收器的识别码向指定电力接收器输送电能，接收电能的电力接收器将所接收到的电能储存在高容量蓄电池内，供电动飞机起飞及巡航使用，然后进入S4阶段；

4)判断飞机空间坐标的S4阶段：在此阶段中，太空核电站上的控制装置根据电力发射器向电力接收器发射信号的空间坐标关系，计算出电动飞机的动态坐标，并持续进行电能输送，同时将计算出的电动飞机坐标通过控制端上的定位信息发射器传输给接收端上的定位信息接收器，供飞行员参考，然后进入S5阶段；

5)判断是否偏离航线或已到达目标机场的S5阶段：在此阶段中，太空核电站上的控制装置将根据S4阶段计算得到的电动飞机动态坐标和电动飞机起飞前申请的航线判断电动飞机是否偏离航线，如果判断结果为“是”，则进入S6阶段；否则返回S3阶段，持续为电动飞机供电；

6)发出提示信息的S6阶段：在此阶段中，太空核电站上的控制装置将计算得到的飞机坐标通过定位信息发射器传输给接收端上的定位信息接收器，并向飞行员发出偏航警告，然后进入S7阶段；