[发明专利]基于无人飞行器的信号中继系统及其信号中继方法

权利要求书

1.一种基于无人飞行器的信号中继系统，其包括地面控制装置(1)和至少一个无人飞行器(3)，其中，

所述地面控制装置(1)包括GIS模块(4)、通信模块(5)、控制模块(6)和中继信号发射器(7)，其中，

所述GIS模块(4)用于输入和输出无人飞行器(3)的飞行路线信息并可用于在GIS地图上浏览、编辑和删除相应的所述飞行路线信息；

所述通信模块(5)利用无线网络建立所述地面控制装置(1)与所述无人飞行器(3)之间的通信；

所述控制模块(6)包括飞行控制单元(8)和天线控制单元(9)，所述飞行控制单元(8)基于所述GIS模块(4)提供的所述飞行路线信息调整无人飞行器(3)的飞行状态；所述天线控制单元(9)根据所述通信模块(5)接收的无人飞行器(3)的飞行状态信息计算所述中继信号发射器(7)和无人飞行器(3)的定向天线之间的天线参数信息并发送所述天线参数信息到天线模块(2)；

所述中继信号发射器(7)发送所需中继信号；

至少一个无人飞行器(3)设有飞行状态模块(10)和天线模块(2)，所述飞行状态模块(10)通过电子罗盘(11)、高度计(12)和GPS模块(13)测量所述无人飞行器(3)的飞行状态信息并通过所述通信模块(5)发送至所述控制模块(6)，所述天线模块(2)包括定向天线(14)、全向天线(15)和天线调整单元(16)，所述天线调整单元(16)根据通信模块(5)发送的天线参数信息调整天线参数且使得定向天线(14)之间对准或定向天线(14)与中继信号发射器(7)对准。

2.根据权利要求1所述的基于无人飞行器的信号中继系统，其特征在于包括：

至少一个带有定向接收天线(25)和定向发射天线(17)的第一无人飞行器(3‘)，所述定向接收天线(25)定向接收中继信号和所述定向发射天线(17)定向中继发射信号；

至少一个带有定向接收天线(25)和全向发射天线(18)的第二无人飞行器(3“)，所述定向接收天线(25)接收所述第一无人飞行器(3‘)发射的中继信号并通过所述全向发射天线(18)发射中继信号。

3.根据权利要求1所述的基于无人飞行器的信号中继系统，其特征在于：所述GIS模块(4)包括GIS路线信息导入导出单元(19)、路线信息展示单元(20)和路线信息维护单元(21)，其中，所述GIS路线信息导入导出单元(19)用于GIS地图中无人飞行器路线信息的导入和导出；路线信息展示单元(20)用于在GIS地图上展示路线信息；路线信息维护单元(21)用于在GIS地图上浏览、编辑和删除相应的路线信息。

4.根据权利要求1所述的基于无人飞行器的信号中继系统，其特征在于：所述通信模块(5)使用3G/4G网络或卫星通信网络作为通信载体。

5.根据权利要求1所述的基于无人飞行器的信号中继系统，其特征在于：所述无人飞行器(3)上设有在不同方向上的用于探测障碍物的多个超声波探测传感器(22)，所述飞行控制单元(8)包括避障模块(23)，当所述超声波探测传感器(22)探测到障碍物时，所述避障模块(23)发出避让信号。

6.根据权利要求1所述的基于无人飞行器的信号中继系统，其特征在于：所述控制模块(6)设有人机界面以进行人工控制。

7.根据权利要求1所述的基于无人飞行器的信号中继系统，其特征在于：所述通信模块(5)设有实现中继信号接收与中继信号发射之间的数据转换的中继通信路由模块(24)。

8.根据权利要求1所述的基于无人飞行器的信号中继系统，其特征在于：所述天线调整单元(16)进行定向天线对准使得方位角误差≤1度和俯仰角误差≤0.5度。