[发明专利]一种无人驾驶飞艇定向天线的自动控制装置及作业方法

说明书

技术领域

    本发明涉及无线通讯组网技术领域，具体是一种无人驾驶飞艇定向天线的自动控制装置及作业方法。

背景技术

目前在应急通讯领域，定向天线因为其传输距离较远、信号质量高而得到了广泛应用，也逐渐发展使用了半自动对准、自动对准定向天线，使得应急通讯网络的部署速度得到了较快的提高。但是由于定向天线其定向传输的特点，当其传输路径上有障碍物的阻挡时，其传输质量会受到很大影响，要想获得较理想的通讯效果，往往至少需要通讯双方中的一方处于较高的位置，如处于高楼楼顶、铁塔塔顶等位置，这使得定向天线的使用对环境具有较高的要求，也不便于灵活机动应用，特别在一些应急通讯场合。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无人驾驶飞艇定向天线的自动控制装置及作业方法，通过无人驾驶飞艇快速升至高空后，其上的艇载定向天线与地面定向天线建立连接，解决传输阻挡局限性问题，并可以利用高空中的传输节点作为中转路由，快速建立复杂环境中的多点之间高效通讯网络。

本发明的技术方案为：

一种无人驾驶飞艇定向天线的自动控制装置，包括有安装于飞艇上的艇载定向天线装置和固定于地面的地面定向天线装置；所述的艇载定向天线装置包括有艇载单片机，分别与艇载单片机连接的艇载北斗定位模块、陀螺仪模块、艇载方位角机械驱动模块、艇载俯仰角机械驱动模块和艇载3G通讯模块，以及与艇载方位角机械驱动模块、艇载俯仰角机械驱动模块连接的艇载定向天线；所述的地面定向天线装置包括有地面单片机，分别与地面单片机连接的地面北斗定位模块、电子罗盘模块、地面方位角机械驱动模块、地面俯仰角机械驱动模块和地面3G通讯模块，以及与地面方位角机械驱动模块、地面俯仰角机械驱动模块连接的地面定向天线；所述的艇载3G通讯模块和地面3G通讯模块无线连接通讯，所述的艇载定向天线和地面定向天线无线连接通讯。

所述的飞艇为多个，其中飞艇间的艇载3G通讯模块相互无线连接通讯，艇载定向天线相互无线连接通讯。

所述的飞艇上安装有多个艇载定向天线装置，每个艇载定向天线装置还包括有与艇载定向天线连接的艇载业务通讯模块，所述的同一飞艇上的多个艇载定向天线装置通过艇载业务通讯模块连接。

所述的地面定向天线上连接有地面业务通讯模块。

所述的艇载方位角机械驱动模块、艇载俯仰角机械驱动模块、地面方位角机械驱动模块、地面俯仰角机械驱动模块均是由伺服电机和电机控制器组成。

一种无人驾驶飞艇定向天线的作业方法，包括以下步骤：

（1）、在作业时，将艇载定向天线装置固定在飞艇的安装支架上，随飞艇升空，然后由操作人员遥控飞艇飞到指定地点后进行悬停；通过艇载北斗定位模块实时获取艇载定向天线装置所在的经纬度信息与高度信息，通过陀螺仪模块获取艇载定向天线装置的方位信息；通过地面北斗定位模块实时获取地面定向天线装置所在的经纬度信息与高度信息，通过电子罗盘模块获取地面定向天线装置的方位信息；

（2）、当成对设置的安装于飞艇上的艇载定向天线装置和固定于地面的地面定向天线装置需要组网时，地面定向天线装置的地面3G通讯模块向艇载定向天线装置的艇载3G通讯模块发起组网请求，艇载定向天线装置的艇载单片机核实请求身份后，通过艇载3G通讯模块向地面3G通讯模块发出同意建立网络应答，此时地面定向天线装置和艇载定向天线装置建立链路成功；然后艇载3G通讯模块和地面3G通讯模块每间隔10秒钟交换一次对方的经纬度信息与高度信息，在交换信息成功后，艇载单片机通过艇载方位角机械驱动模块、艇载俯仰角机械驱动模块调整艇载定向天线的方位角与俯仰角，地面单片机通过地面方位角机械驱动模块、地面俯仰角机械驱动模块调整地面定向天线的方位角与俯仰角，从而使艇载定向天线和地面定向天线相互对准，然后进行业务数据通讯；

（3）、当不同飞艇上的艇载定向天线装置需要组网时，由请求艇载定向天线装置通过其艇载3G通讯模块向目标艇载定向天线装置的艇载3G通讯模块发起组网请求，目标艇载定向天线装置的艇载单片机核实请求身份后，通过其艇载3G通讯模块向请求艇载定向天线装置的艇载3G通讯模块发出同意建立网络应答，此时两个不同飞艇上的艇载定向天线装置建立链路成功；然后2个不同飞艇上的艇载3G通讯模块每间隔10秒钟交换一次对方的经纬度信息与高度信息，在交换信息成功后，各自的艇载单片机控制对应的艇载定向天线的方位角与俯仰角，从而使两个不同飞艇上的艇载定向天线相互对准，然后进行业务数据通讯。