[发明专利]一种无人机管道巡线系统及多站接力方法

说明书

本发明公开了一种无人机管道巡线系统及多站接力方法，属于管道巡线及无人机测控技术领域。本发明根据地面站采用分布式布站方式，以实现飞机与多个地面站交接；以及地面站指挥控制根据当前任务的飞机数量和航迹信息，通过上行链路遥控帧对飞机进行功率控制和时隙资源调整，进一步减少系统自干扰；以及地面控制中心根据下行链路遥测帧含有的飞机位置信息、地面站回报链路遥测帧含有的AGC信息、信道误码信息，综合判定具有最佳链路质量的上行链路并唤醒相应地面站。本发明具有时隙资源分配灵活、地面站交接可靠地特点，特别适用于石油管道巡线中较长距离巡检、巡检精度高、适用于复杂环境的特点，是对现有技术的一种重要改进。

技术领域

本发明涉及管道巡线及无人机测控技术领域，特别是指一种无人机管道巡线系统及多站接力方法。

背景技术

目前，随着我国管道、线路等基础设施建设的广泛开展，对这些设施的维护也变得日益紧迫。传统的管道巡线一般采用人工巡线方式实现，人工巡线方式工作效率低，周期性长而巡线精度低、受外界因素影响大，难以满足自然气候限制、地貌复杂和恶劣环境下的管道巡线需求。为此，现有技术中有将无人机应用于管道巡线的尝试。但是，传统的无人机遥感技术受地面站和飞机作用距离的限制，难以满足较长距离巡检的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种无人机管道巡线系统及多站接力方法，其能够满足巡线距离较长、周期短、适应地貌复杂和精度高的需求。

基于上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种无人机管道巡线多站接力方法，包括以下步骤：

（1）无人机执行任务时，采用广播方式传输下行信息，在无人机视距通信范围内，至少有3个地面站接收到无人机的下行信息传输帧；

（2）指挥控制中心根据下行信息传输帧中的无人机位置信息，选择出距离最优的3个地面站，作为当前距离最优地面站；

（3）根据当前距离最优地面站的地面回报链路遥测帧中包含的AGC信息和信道误码信息，选择链路质量最好的一个地面站；指挥控制中心通过上行网络协议帧唤醒该链路质量最好的地面站，完成该地面站的上行遥控功能；

（4）当无人机靠近当前距离最优地面站中的另一个站时，指挥控制中心根据下行信息传输帧中的无人机位置信息选择出新的距离最优的3个地面站，并将当前距离最优地面站更新为这3个地面站；

（5）重复步骤（3）和（4），完成地面站之间的多站接力。

一种无人机管道巡线系统，其包括指挥控制中心、多个地面站，以及无人机；无人机执行任务时，采用广播方式传输下行信息，在无人机视距通信范围内，至少有3个地面站接收到无人机的下行信息传输帧；所述指挥控制中心通过如下方式实现对无人机的接力遥控：

（1）指挥控制中心根据下行信息传输帧中的无人机位置信息，选择出距离最优的3个地面站，作为当前距离最优地面站；

（2）根据当前距离最优地面站的地面回报链路遥测帧中包含的AGC信息和信道误码信息，选择链路质量最好的一个地面站；指挥控制中心通过上行网络协议帧唤醒该链路质量最好的地面站，完成该地面站的上行遥控功能；

（3）当无人机靠近当前距离最优地面站中的另一个站时，指挥控制中心根据下行信息传输帧中的无人机位置信息选择出新的距离最优的3个地面站，并将当前距离最优地面站更新为这3个地面站；

（4）重复步骤（2）和（3），完成地面站之间的多站接力。

进一步的，所述地面站采用分布式布站方式，通过地理隔离的方式消除系统自干扰，地面控制中心将连续n个地面站设为1组，2≤n≤16，且不同组之间相距为n倍站间距的地面站使用同一时隙发送数据。

进一步的，该系统的链路设计采用TDMA时分多址接入体制，信道传输采用OFDM调制体制。