[发明专利]一种利用北斗卫星和GPS双星控制的农业无人飞机

权利要求书

1.一种利用北斗卫星和GPS双星控制的农业无人飞机，其特征在于，包括：飞行器和地面控制系统，所述的地面控制系统包括任务规划与控制站，电源车和天线系统；所述的飞行器包括飞机机体，推进装置，农药喷洒装置，飞行操纵装置、供电系统、机载导航装置和飞行数据终端；所述的任务规划与控制站用于对无人飞机上传输下来的图像、指令和遥测数据进行处理及显示，所述的任务规划与控制站包括任务规划设备，控制及显控台、图像及遥测设施、计算机及信号处理器、地面数据终端和通讯设备；所述的机载导航装置实时测量无人飞机与导航卫星之间的相对速度和位置信息，从而确定无人飞机在地球上的导航参数；所述的机载导航装置包括GPS接收机、北斗接收机和导航控制系统；所述的GPS接收机用于接收GPS卫星发射的信号，根据机载导航装置确定的导航参数实现实时的导航和定位，输出GPS导航信息；所述的GPS接收机包括GPS接收机天线单元，GPS接收机主机单元和电源；所述的GPS接收机主机单元包括变频器，信号信道，微处理器，内存和显示器；所述的北斗接收机输出北斗导航信息；所述的北斗接收机包括接收北斗卫星发射的S波段信号的收发天线，向卫星发送L波段人站响应信号的发送器和向北斗卫星发送申请服务并接收地面中心发送的坐标位置的北斗接收机主机单元；所述的导航控制系统对GPS导航信息和北斗导航信息进行预处理，统一变换GPS导航信息和北斗导航信息的坐标系，并统一GPS导航信息和北斗导航信息的基准点，利用卡尔曼滤波技术对GPS导航信息和北斗导航信息进行组合处理，实现导航信息的集中控制、集中管理和集中显示。

2.根据权利要求1所述的农业无人飞机，其特征在于，所述的无人飞机在地球上的导航参数包括速度和位置信息。

3.根据权利要求2所述的农业无人飞机，其特征在于，所述的GPS接收机天线单元包括GPS天线和前置放大器，GPS天线将GPS卫星信号的微弱电磁波转化为GPS信号电流，前置放大器将微弱的GPS信号电流放大；所述的变频器用于将前置放大器放大的GPS信号电流的射频信号转变为中频信号；所述的信号信道中设有伪码相位跟踪环和载波相位跟踪环，用于将接收到的中频信号解扩解调得到导航电文，跟踪卫星，进行伪距测量、载波相位测量和多普勒频移测量；所述的内存用于存储卫星星历，卫星历书，接收机采集到的码相位伪距观测值，载波相位观测值和多普勒频移。

4.根据权利要求1-3任一项所述的农业无人飞机，其特征在于，所述的地面数据终端包括微波电子系统和天线，用于在所述的任务规划与控制站与无人飞机之间提供视距通信，接收无人飞机的飞行状态信息和任务有效载荷传感器数据。

5.根据权利要求4所述的农业无人飞机，其特征在于，所述的飞行数据终端包括视频发射机、天线和接收器，用于传递图像和飞行数据，并接收地面指令。

6.根据权利要求5所述的农业无人飞机，其特征在于，所述的地面数据终端和飞行数据终端之间通过所述的上行数据链路和下行数据链路进行持续的双向通信，上行数据链路提供对无人飞机的飞行路线的控制以及对农药喷洒装置下达指令；下行数据链路提供1MHz以下的低数据率频道以接收指令和传输飞机的飞行状态信息。

7.根据权利要求6所述的农业无人飞机，其特征在于，所述的飞行状态信息包括飞行高度，飞行速度和飞行方向。

8.根据权利要求4所述的农业无人飞机，其特征在于，所述的任务有效载荷传感器数据包括录像图像、目标距离和方位线。

9.根据权利要求8所述的农业无人飞机，其特征在于，所述的推进装置为26马力的两冲程循环式发动机，并设置有推进式螺旋桨。

10.根据权利要求9所述的农业无人飞机，其特征在于，所述的飞机机体由纤维和铝合金组成。