[發(fā)明專利]一種通用型無人機數(shù)據(jù)鏈仿真系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510452145.X
• 申請日: 2015-07-28
• 公開（公告）號: CN105068444B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁文銳;黃文乾;劉春輝;向錦武
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實專利事務(wù)所11121
• 代理人: 趙文穎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無人機系統(tǒng)仿真技術(shù)，具體指一種適用于不同型號無人機的通用數(shù)據(jù)鏈仿真系統(tǒng)。

背景技術(shù)

無人機數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)侵笩o人機與地面控制中心完成信息傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通信系統(tǒng)。無人機數(shù)據(jù)鏈已經(jīng)成為無人機在飛行全過程中，聯(lián)系無人機與艦載、地面指揮平臺、設(shè)備之間資源共享的信息橋梁，其基本功能是使無人機能接收指揮平臺的遙控指令，并向指揮平臺發(fā)送無人機的飛行狀態(tài)信息和機載任務(wù)傳感器獲取的情報信息。中國專利文獻CN202533754U是本發(fā)明最接近的現(xiàn)有技術(shù)。

圖1為典型的無人機數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)，通過地面指揮平臺2與無人機平臺1進行數(shù)據(jù)交互。

數(shù)據(jù)鏈仿真是數(shù)據(jù)鏈武器裝備論證的重要內(nèi)容和有效方法，對戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)、測試評估、協(xié)同互聯(lián)和互操作、模擬訓(xùn)練等重要研究領(lǐng)域的仿真起到了極為重要的作用。數(shù)據(jù)鏈仿真技術(shù)研究在我國起步較晚，目前還多以鏈路級和網(wǎng)絡(luò)級數(shù)據(jù)鏈仿真研究為重點,并且針對各種武器裝備的數(shù)據(jù)鏈仿真系統(tǒng)尚沒形成統(tǒng)一的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)通用性差，存在著“一種型號裝備一套仿真系統(tǒng)”的問題，造成了資源的浪費，同時，以數(shù)據(jù)鏈仿真系統(tǒng)為基礎(chǔ)的裝備訓(xùn)練模擬技術(shù)研究目前在國內(nèi)尚屬起步階段。之所以存在上述問題，一方面是數(shù)據(jù)鏈仿真系統(tǒng)在設(shè)計之初缺乏通用化的頂層設(shè)計，另一方面是研制仿真系統(tǒng)的單位往往不是數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的設(shè)計單位，對數(shù)據(jù)鏈的功能缺乏較為透徹的理解。

與一般的通信系統(tǒng)不同,戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)闹饕菍崟r的格式化作戰(zhàn)數(shù)據(jù),在信息傳輸?shù)膶崟r性、可靠性和安全性等方面都有較高的要求。以無人機數(shù)據(jù)鏈為例，其數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)中傳輸?shù)男畔⒊饲閳笮畔?一般為圖像信息)外，主要傳輸?shù)臑闊o人機系統(tǒng)的遙控遙測信息。遙控信息中除了飛行指令外，還包括無人機機載任務(wù)設(shè)備的指令，同樣遙測信息中除飛行參數(shù)外，還包括機載任務(wù)設(shè)備的參數(shù)。在實際研制工作中，同一種無人機的原型機往往通過搭載不同種類的任務(wù)設(shè)備，形成不同的型號，見圖2。對于同一種原型機衍生的不同型號，其飛行相關(guān)參數(shù)往往是相同的，只有任務(wù)設(shè)備部分發(fā)生了改變。然而，目前的無人機數(shù)據(jù)鏈仿真系統(tǒng)在設(shè)計時并沒有將遙測遙控信息中的任務(wù)設(shè)備相關(guān)部分與飛行相關(guān)部分區(qū)分，這樣便造成了對同一原型機衍生的不同型號仍需重新設(shè)計數(shù)據(jù)鏈仿真系統(tǒng)。

如圖2所示，無人機原型機1、2…n代表著研制無人機的基礎(chǔ)型號。而每一種原型機都會衍生出不同型號的無人機來對某單項性能進行實驗改進，比如無人機原型機1A代表對發(fā)動機性能進行改進的衍生機型。不同的原型機衍生出大量不同型號的無人機，倘若找到一種頂層設(shè)計策略，使無人機數(shù)據(jù)鏈仿真系統(tǒng)能夠通過較小的改變，便能適用于同一種原型機衍生的不同型號，甚至不同原型機衍生的各種型號，這樣就能極大地縮短了無人機數(shù)據(jù)鏈仿真系統(tǒng)的研制時間，同時也節(jié)約了資源，對用戶方來講也減小了學(xué)習(xí)成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對不同型號無人機數(shù)據(jù)鏈仿真系統(tǒng)缺乏同一架構(gòu)，常導(dǎo)致重復(fù)設(shè)計的缺點，提出了一種適用于不同型號無人機的通用型數(shù)據(jù)鏈仿真系統(tǒng)，使得用戶在不改變系統(tǒng)架構(gòu)的情況下，對系統(tǒng)進行較小的適應(yīng)性改造，便是指適用于當(dāng)前不同型號無人機的數(shù)據(jù)鏈仿真。

本發(fā)明所述的通用型數(shù)據(jù)鏈仿真系統(tǒng)在硬件架構(gòu)上使用普通的個人計算機，通過計算機的串行接口與待仿真的某型號無人機的飛行控制計算機相連，系統(tǒng)通過用戶選擇完成不同型號無人機遙控遙測編/解碼模塊的配置，系統(tǒng)在接收到飛行控制計算機發(fā)送來的遙測信息后通過遙測解碼模塊進行解碼，并將飛行參數(shù)和任務(wù)參數(shù)分離開來，分別進行處理。系統(tǒng)通過添加遙控遙測編/解碼庫中的編/解碼模塊便可增加對新型號無人機的適應(yīng)，由于將遙控遙測編/解碼進行區(qū)分處理，由同一原型機衍生的不同型號的飛行參數(shù)編/解碼模塊相同，僅對任務(wù)參數(shù)編/解碼模塊進行修改即可。

本方法的主要優(yōu)點在于：

(1)采用可配置的遙控遙測編/解碼模塊，將飛行參數(shù)和任務(wù)參數(shù)分割進行處理，使系統(tǒng)具有最大的可裁剪性；

(2)采用常規(guī)的系統(tǒng)架構(gòu)，降低系統(tǒng)成本，擴大了應(yīng)用范圍，可將系統(tǒng)應(yīng)用于無人機的地面檢測和模擬飛行中。

附圖說明

圖1為無人機數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的工作示意圖；

圖2為目前各種型號無人機的衍生關(guān)系圖；

圖3為本發(fā)明系統(tǒng)的系統(tǒng)硬件架構(gòu)；

圖4為本發(fā)明系統(tǒng)遙控遙測仿真計算機上的軟件模塊組成；

圖5為本發(fā)明系統(tǒng)中遙控遙測編/解碼模塊內(nèi)部組成；

圖6為本發(fā)明系統(tǒng)的遙控遙測仿真軟件界面；

圖7為本發(fā)明系統(tǒng)的航跡顯示軟件界面。

圖中：