[實用新型]無人機點對點定位與GPS衛星定位的綜合定位系統

有效

• 申請號: 201220578526.4
• 申請日: 2012-11-06
• 公開（公告）號: CN203241540U
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 白中澤
• 申請（專利權）人: 金陵科技學院;南京思歐通訊科技有限公司
• 主分類號: G01S19/48
• 分類號: G01S19/48;G01S1/02
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 韓朝暉

技術領域：

本實用新型涉及無人機的定位導航系統，具體說是無人機使用點對點定位和GPS衛星定位的綜合定位系統。?

背景技術：

目前無人機定位導航主要使用以下三種定位技術：?

(1)慣性導航系統?

通過加速計來確定無人機的加速度，通過陀螺儀來確定角速度。慣性導航系統的缺點在于隨著時間的累積，定位的精度會降低，錯誤增加。前后兩個時間點的位置會發生很大偏差。?

(2)全球衛星定位導航系統?

這類系統包括有美國的GPS系統，歐洲的伽利略系統，俄羅斯的格洛納斯系統，中國的北斗系統等。這些系統都是由近地軌道的衛星組成。定位的精度由三角測量的幾何關系來確定。由于這些衛星始終處于運動狀態，導致三角測量的幾何關系存在誤差。衛星定位導航的另一個問題就是信號非常微弱，信號不能進入建筑物并且容易被大氣層和電離層干擾。衛星信號接收器自身的時鐘的不精確，也會導致定位的誤差。?

(3)圖像輔助定位導航系統?

這類系統需要事先在無人機的系統內存中存儲地形資料圖，通過無人機實時拍攝的三維地形圖與存儲的地形資料圖做相關操作，從而實現無人機的定位。這種方法只適用于無人機在已知特定區域和位置的定位導航任務。?

中國專利號ZL03105359.9敘述了點對點通信的基本原理。通過發射儀發出的無線電波，而搜索定位儀根據所探測到的發射儀發出的無線電波來計算搜索定位儀和發射儀的方向和距離以實現定位。不過該方法的使用有距離限制，只能在8公里范圍內，一旦發射儀與搜索定位儀之間的距離超過8公里，那么該方法就不能使用。?

實用新型內容

本實用新型采用點對點定位技術與GPS全球定位技術相結合的綜合定位系統，實現無人機的精確定位。該系統可以克服GPS全球定位系統由于信號屏蔽所產生的無法定位或者定?位不準的缺點，同時可以支持建筑物內部定位。同時，該系統也可以克服點對點定位的距離限制。?

一種無人機點對點定位與GPS衛星定位的綜合定位系統，所述的綜合定位系統在無人機上裝有同時接收GPS信號和點對點定位信號的搜索定位儀，所述系統還包括信號發射儀，搜索定位儀與信號發射儀進行點對點通信。所述的綜合定位系統在無人機上裝有搜索定位儀，該搜索定位儀可以同時接收GPS信號和點對點定位信號。當衛星通信信號良好時，采用GPS定位，當衛星信號受到屏蔽時，采用點對點定位方式，搜索定位儀通過與信號發射儀進行通信，實現定位。?

所述的系統中還包括信號發射儀，搜索定位儀通過與信號發射儀進行點對點通信，實現定位。信號發射儀的發射端可以發射唯一代表發射儀身份信息代碼的無線信號，該信號被位于無人機上的搜索定位儀接收。?

信號發射儀必須具有固定的已知的位置信息，信號發射儀的位置信息將作為點對點定位時的位置參考點。搜索定位儀可篩選出與其對接的信號發射儀所發射的無線電波，并獨立計算出自己與信號發射儀的角度和距離。?

信號發射儀可以包含一個激活裝置，用來接收搜索定位儀發送的激活信號，激活信號的作用是激活發射儀：無激活信號時，信號發射儀進入休眠省電模式，處于休眠狀態。?

用戶可以通過網絡查詢無人機的運動軌跡和方位。?

搜索定位儀相對信號發射儀的方位顯示至少包含以下幾種方式中的一種：?

I、顯示左、右或上、下兩個指示方向；?

II、顯示90度等分的4個方向及更細化角度的方向指示；?

III、用以下至少一種方法同時顯示無人機與信號發射儀的角度和距離?

(1)用點或其它圖標表示發射儀的位置，由中心點距離此圖標的方向和遠近反映無人機距離信號發射儀的角度和距離。?

(2)用箭頭或點距中心點的角度反映方向，用色彩、亮度、密度、大小或數字表示距離。?

(3)安裝地圖軟件，在地圖上顯示目標的地理位置。系統還包括中控端，在使用GPS定位和點對點定位時，中控端都可以通過地圖軟件查詢無人機的方位和運動軌跡。?

本實用新型所述的無人機定位系統，可以在GPS全球定位系統失效的情況下，通過點對點定位的方式，繼續對無人機進行精確的定位。?

附圖說明

圖1表示無人機依靠GPS定位導航示意圖(信號時常被建筑物屏蔽)；?

圖2表示無人機在GPS定位失效的情況下，可以利用點對點定位方式示意圖；?

圖3是信號發射儀與搜索定位儀的結構示意圖。?

具體實施方式：