[发明专利]一种救灾无人机天基全球快速投送系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种无人机投送系统。

背景技术

发生坠机、沉船、战争冲突、暴恐袭击、自然灾害等突发事件，在救援人员赴现场处置之前，需要对事发现场进行勘察，以制定合理的救援计划，现有的搜救勘查手段主要包括派遣人员进行现场勘察、利用飞机或无人机等进行抵近勘查、利用卫星进行遥感成像勘查。但现有的搜救勘查手段存在一定的局限性，特别是对于远海、偏远地区发生灾难的情况，可能导致救援时机延误。具体分析如下：

派遣人员进行现场勘察，主要依靠专业的搜救人员徒步，或搭乘车辆、船舶等工具深入灾难现场，对现场情况进行实地勘察、搜索幸存人员并提供及时的服务，但受地形、海况、运输工具性能的影响，人员的行动范围极其有限，且在充分了解事发地具体情况前，贸然派遣人员可能导致次生事故发生。

利用飞机或无人机等航空飞行器进行抵近搜救勘查，可以在不深入灾难腹地的情况下，近距离勘查现场，搜索幸存人员，并通过投放物资等方式实施救援。航空器飞行速度快，机动能力强，可对受灾区域进行大范围普查和抵近详查，但受航空飞行器航程及飞行速度所限，公海、岛屿、外国领地、荒漠地区等地区发生灾难时，即使以当前普遍装备的高亚音速飞机，也需要数小时时间到达现场作业，并需要在燃料耗尽前返航，虽然无人机可选择工作至燃料耗尽被丢弃，但受制于遥控距离的影响，也无法对远方地区实施作业。

利用卫星进行遥感成像勘查，主要指利用光学成像卫星，在卫星对灾难地点过顶期间，对现场进行成像，并将图像数据传输至地面系统，搜救人员通过分析卫星图像，获取灾难现场的信息。卫星遥感的优势在于可以通过星座组网的方式，对全球任意区域实现快速重访，无地理条件制约，成像响应时间可缩短至小时级甚至分钟级，但其局限性在于成像分辨率受卫星轨道高度影响，目前最高只能达到米级至分米级，对人员等小尺度目标识别能力不足，且受云层等天气条件影响严重，阴雨天气无法实施作业。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术不足，本发明提供了一种救灾无人机天基全球快速投送系统，将无人航空飞行器装载于航天器中在轨飞行，利用其全球覆盖特性，突破了传统航空器航程和航速限制，提高灾难应急响应速度，利用再入手段将无人航空飞行器投送至受灾区域上空进行抵近勘察，克服了卫星成像分辨率不足的问题，提高了灾难应急响应的效能。

本发明的技术解决方案是：一种救灾无人机天基全球快速投送系统，包括：运载中继传输航天器、自主再入投送舱和无人机；运载中继传输航天器运行在卫星轨道上，运载中继传输航天器通过星地通信链路接收外部发送的事发地位置、投送时间、无人机飞行高度、飞行路径信息，根据事发地位置、投送时间、无人机飞行高度、飞行路径信息确定自主再入投送舱飞行姿态、自主再入投送舱释放时间、自主再入投送舱推进单元开机时刻、自主再入投送舱点火时长、无人机释放高度和速度信息；运载中继传输航天器将自主再入投送舱飞行姿态、自主再入投送舱释放时间、自主再入投送舱推进单元开机时刻、自主再入投送舱点火时长、无人机释放高度和速度信息传输给自主再入投送舱并将无人机飞行高度、飞行路径信息传送给无人机；运载中继传输航天器与自主再入投送舱连接；

自主再入投送舱搭载无人机；自主再入投送舱按照预定的自主再入投送舱释放时间与运载中继传输航天器分离；自主再入投送舱按照运载中继传输航天器发送的飞行姿态信息调整自身姿态，并按照自主再入投送舱推进单元开机时刻和自主再入投送舱点火时长信息控制减速脉冲进入到达目标区域上空的再入走廊；自主再入投送舱在高度和速度到达指定无人机释放高度和速度时释放无人机；

无人机从自主再入投送舱脱离后，根据运载中继传输航天器发送的无人机飞行高度、飞行路径信息，进入自动驾驶飞行状态，搜索运载中继传输航天器发送的通信信号，搭建无人机到运载中继传输航天器再到指挥终端的通信链路；无人机向指挥终端发送无人机位置、速度、姿态信息，同时无人机获取指挥终端发送的飞行控制指令用于改变无人机的飞行路径；无人机根据运载中继传输航天器发送的无人机飞行高度、飞行路径信息或指挥终端发送的飞行控制指令，寻找目标区域并进行巡视飞行，采集目标区域信息或投放物资，并通过通信链路回传采集到的图像、影像数据至指挥终端。