[发明专利]一种应用于大规模无人机群系统中的地理位置编码方法

说明书

本发明公开了一种应用于大规模无人机群系统中的地理位置编码方法。该方法包括以下步骤：确定单个地理网格单元的大小；确定地理网格簇的大小，该网格簇对无人机传输范围进行完全覆盖；对单个网格簇内的网格单元进行编码；对无人机飞行区域的地理位置网格化，使用已经完成网格编码的网格簇对整个飞行区域进行无交叠完全覆盖，即实现对整个飞行区域网格单元的编码。本发明在无线传输带宽受限的情况下，通过编码复用对无人机所在的地理位置进行信息简约编码。该方法在大范围飞行区域条件下，能够很好地降低位置信息在控制信道上的传输需求，而且其编码方式与飞行区域大小无关，具有很好的鲁棒性。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，特别是一种应用于大规模无人机群系统中的地理位置编码方法。

背景技术

随着无人机技术的蓬勃发展，无人机呈现大规模发展趋势，通过单体之间的紧密协作，体现群体作战性能的优越性。目前，世界各国均致力于开展大规模无人机群的研究工作，这已成为无人机领域的一个重要发展方向。

其中基于地理位置信息的大规模无人机群系统在组网、路由等方面更具优势，但在协调行动过程中，无人机之间的地理位置信息交互无疑又为控制信道的使用增加了负担，而传统的地理位置编码方式和无人机活动范围的大小有关，随着无人机群活动范围的增大，编码需要的比特数目越多，特别是如果活动区域再次增加，还要对整个区域进行重新编码，非常不方便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于信息简约的地理位置编码方法，能够利用功率受限条件下无线通信传输距离的有限性，实现地理位置信息的编码复用。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种应用于大规模无人机群系统中的地理位置编码方法，包括以下步骤：

步骤1、确定单个地理网格单元的大小；

步骤2、确定地理网格簇的大小，该网格簇对无人机传输范围进行完全覆盖；

步骤3、对单个网格簇内的网格单元进行编码；

步骤4、对无人机飞行区域的地理位置网格化，使用已经完成网格编码的网格簇对整个飞行区域进行无交叠完全覆盖，即实现对整个飞行区域网格单元的编码。

进一步地，步骤1所述确定单个地理网格单元的大小，具体如下：

假设无人机的最远传输距离为R公里，为保证无人机传输范围内所有地理位置编码具有唯一性，一个正方形地理网格单元的边长L的取值范围由下式确定:

其中，N为自然数。

进一步地，步骤2所述确定地理网格簇的大小，该网格簇对无人机传输范围进行完全覆盖，具体为：使用N×N个网格单元组成一个网格簇，该网格簇能够对半径为R公里的无人机传输范围进行完全覆盖。

进一步地，步骤3所述对单个网格簇内的网格单元进行编码，具体如下：

对单个网格簇内的每个网格进行二进制比特编码，其中编码需要的比特数K由下式确定：

K＝[log₂(N²)]⁺

其中，[·]⁺表示向上取整。

进一步地，步骤4所述对无人机飞行区域的地理位置网格化，具体如下：

使用M×M个网格单元对无人机飞行区域进行全覆盖，其中M由下式确定：

M＝αN

式中α为自然数，其大小由无人机飞行区域确定。