[发明专利]一种无人机伺服跟踪系统及其跟踪方法

说明书

本发明涉及一种无人机伺服跟踪系统及其跟踪方法，以解决目前无人机跟踪系统进行定位时对GPS通信系统依赖性高，GPS通信出现故障便无法实现伺服跟踪，导致跟踪不稳定的技术问题。该系统包括天线单元、自动跟踪单元、数字引导指向跟踪单元、天线控制单元、天线调节单元及信号反馈单元。该方法包括：1、ACU获取和信号Σ、方位误差信号ΔA_r及俯仰误差信号ΔE_r；2、判断和信号是否大于预设门电平，若是则进入步骤3；若否则进入步骤5；3、获取方位误差信号ΔAp和俯仰误差信号ΔEp；4、调节天线至ΔAp及ΔEp均为零或和信号大于预设门电平，进入步骤5；5、调节天线至ΔA_r及ΔE_r均为零；6、重复步骤1‑5，直至结束。

技术领域

本发明涉及伺服跟踪系统，具体涉及一种无人机伺服跟踪系统及其跟踪方法。

背景技术

无人机是近代发展较快的一种无人驾驶的飞行机构，可用于侦查、拍摄。第一架遥控航模飞机于1909年在美国试飞成功，1917-1918年英国与德国先后研制成第一架无人驾驶遥控飞机；我国无人机的发展也已有50年的历史，无人机技术储备有一定的规模。

无人机系统主要包括机体系统、测控系统、机载系统、发射回收系统、飞控系统、数据链路系统、电源系统、地面控制站等。随着科技应用的发展，无人机的市场应用越来越广阔，无人机的伺服跟踪系统的跟踪精度、响应时间、再捕获时间也有越来越高的要求。

传统的无人机跟踪系统主要是GPS定位，对于GPS信号的稳定性十分依赖，且对跟踪过程中无人机位置与姿态数据的实时共享要求较高。当GPS导航通信出现故障的情况下，便无法实现伺服跟踪。

发明内容

本发明目的在于解决目前无人机跟踪系统进行定位时对GPS通信系统依赖性较高，在GPS导航通信出现故障的情况下，便无法实现伺服跟踪，导致跟踪不稳定的技术问题，提出一种无人机伺服跟踪系统及其跟踪方法。

本发明的技术方案为：

一种无人机伺服跟踪系统，设置在控制站台上，其特殊之处在于：包括天线单元、自动跟踪单元、数字引导指向跟踪单元、天线控制单元、天线调节单元及信号反馈单元；

所述天线单元包括天线基台及设置在天线基台上的天线；

所述自动跟踪单元包括设置在天线基台上并依次连接的天线馈源、低噪声放大器组件、单通道调制器及跟踪接收机；

所述天线馈源的输入信号为无人机的输出信号，天线馈源的输出信号为和信号fr(Σ)及差信号fr(Δ)；低噪声放大器组件包括用于和信号fr(Σ)及差信号fr(Δ)放大的和信号低噪声放大器和差信号低噪声放大器；低噪声放大器组件的输出信号输出给单通道调制器，单通道调制器的输出信号输出给跟踪接收机，跟踪接收机的输出信号输出给天线控制单元；所述跟踪接收机的输出信号为方位误差信号ΔA_r、俯仰误差信号ΔE_r及和信号Σ；

所述数字引导指向跟踪单元用于获取无人机和控制站台的位置参数，并将位置参数信息输出给天线控制单元；

所述信号反馈单元包括旋转变压器组件和旋变数字转换器组件，旋转变压器组件与天线相接，用于获取天线的方位转轴信息和俯仰转轴信息并传输给旋变数字转换器组件，经过旋变数字转换器组件转换成方位角数字信息和俯仰角数字信息传输给天线控制单元；

所述天线控制单元包括ACU及与ACU连接的跟踪转换器，ACU用于将数字引导指向跟踪单元输出的位置参数，跟踪接收机输出的方位误差信号ΔA_r、俯仰误差信号ΔE_r及和信号Σ，以及信号反馈单元输出的方位角数字信息和俯仰角数字信息进行处理，并传输给跟踪转换器；

所述天线调节单元与跟踪转换器相接，用于根据跟踪转换器的输出信号对天线进行调节。