[發(fā)明專利]一種采用多模衛(wèi)星導(dǎo)航的翼傘飛行航跡控制系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2015-09-16
• 公開（公告）號: CN105116915B
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉琦;張芃;賀喜;萬天軍
• 申請（專利權(quán)）人: 航宇救生裝備有限公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鐘鋒

1.一種采用多模衛(wèi)星導(dǎo)航的翼傘飛行航跡控制系統(tǒng)，其特征在于，包括設(shè)置在翼傘上的綜合解算模塊(1)，以及均與其連接的多模定位模塊(2)和航跡規(guī)劃模塊(5)，所述航跡規(guī)劃模塊(5)還與飛控跟蹤模塊(6)相連；還包括設(shè)置在空投場地的氣象測試模塊(3)和地形數(shù)據(jù)獲取模塊(4)；

所述多模定位模塊(2)實時獲取多個衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的信號，測得翼傘的定位信息，并對導(dǎo)航數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控，剔除被干擾的數(shù)據(jù)，輸出有效的導(dǎo)航參數(shù)；

所述氣象測試模塊(3)用于監(jiān)測空投場地的高空各層的風(fēng)速、風(fēng)向信息；

所述地形數(shù)據(jù)獲取模塊(4)用于從地形環(huán)境數(shù)據(jù)庫中獲取當(dāng)前空投場地的地理信息；

所述綜合解算模塊(1)接收來自所述多模定位模塊(2)、氣象測試模塊(3)和地形數(shù)據(jù)獲取模塊(4)獲取到的信息，并對其進(jìn)行解算處理，提取風(fēng)場數(shù)據(jù)、地理數(shù)據(jù)和航跡規(guī)劃關(guān)鍵點數(shù)據(jù)；

所述航跡規(guī)劃模塊(5)接收來自所述綜合解算模塊(1)的解算處理結(jié)果數(shù)據(jù)，并結(jié)合翼傘的當(dāng)前位置、速度、高度、航向角和運動狀態(tài)信息，制定飛行軌跡，得出N個航跡點的坐標(biāo)；

所述飛控跟蹤模塊(6)接收來自航跡規(guī)劃模塊(5)計算得出的N個航跡點的坐標(biāo)，根據(jù)該坐標(biāo)改變翼傘的飛行方向，逐個跟蹤航跡點的位置，并計算翼傘當(dāng)前位置與航跡點的位置偏差，根據(jù)偏差的大小控制翼傘的航向變化；

該系統(tǒng)還包括與所述飛控跟蹤模塊(6)相連的驅(qū)動器，所述驅(qū)動器接收來自所述飛控跟蹤模塊(6)的控制信號，并對控制信號進(jìn)行驅(qū)動放大；該系統(tǒng)還包括與驅(qū)動器相連的電機(jī)伺服機(jī)構(gòu)，所述電機(jī)伺服機(jī)構(gòu)接收來自所述驅(qū)動器的控制信號，完成對翼傘操縱繩的收縮或釋放；

綜合結(jié)算模塊(1)對獲取的氣象數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)、導(dǎo)航參數(shù)，結(jié)合空投點的投放位置，進(jìn)行分析判定，找出關(guān)鍵控制點信息，關(guān)鍵控制點信息進(jìn)入航跡規(guī)劃模塊(5)，航跡規(guī)劃模塊(5)分析關(guān)鍵點，針對翼傘動力學(xué)模型，結(jié)合翼傘的操縱運動特性，規(guī)劃出翼傘的飛行軌跡，得到1～N個航跡點坐標(biāo)及編號；飛控跟蹤模塊(6)按照規(guī)劃好的航跡點的編號順序，逐個跟蹤飛行至航跡點的坐標(biāo)位置，在飛行跟蹤的過程中，實時對測得的空投系統(tǒng)位置信息與跟蹤點的位置信息進(jìn)行比較，得到兩者之間偏差的距離、偏差的角度、高度差，發(fā)出控制指令，控制指令為電機(jī)的轉(zhuǎn)動信號，電機(jī)轉(zhuǎn)動帶動翼傘操縱繩收縮或釋放，從而調(diào)整翼傘飛行方向；空投系統(tǒng)達(dá)到預(yù)設(shè)的航跡點位置，隨后進(jìn)入下一個航跡點，直至精確著陸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用多模衛(wèi)星導(dǎo)航的翼傘飛行航跡控制系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括輸入檢測終端，所述輸入檢測終端用于在地面準(zhǔn)備階段與所述航跡規(guī)劃模塊(5)連接，并將著陸目標(biāo)點的信息輸入所述航跡規(guī)劃模塊(5)，輸入完成后斷開連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用多模衛(wèi)星導(dǎo)航的翼傘飛行航跡控制系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括與所述綜合解算模塊(1)、所述航跡規(guī)劃模塊(5)和所述飛控跟蹤模塊(6)均相連的數(shù)據(jù)存儲模塊，所述數(shù)據(jù)存儲模塊用于存儲導(dǎo)航參數(shù)、航跡數(shù)據(jù)和控制指令。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用多模衛(wèi)星導(dǎo)航的翼傘飛行航跡控制系統(tǒng)，其特征在于，所述多模定位模塊(2)包括北斗/GPS接收模塊和GPS/GLONASS接收模塊。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用多模衛(wèi)星導(dǎo)航的翼傘飛行航跡控制系統(tǒng)，其特征在于，所述氣象測試模塊(3)包括氣象雷達(dá)和探空儀。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用多模衛(wèi)星導(dǎo)航的翼傘飛行航跡控制系統(tǒng)，其特征在于，所述氣象測試模塊(3)監(jiān)測空投場地上空每隔100M高度的風(fēng)向和風(fēng)速信息。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用多模衛(wèi)星導(dǎo)航的翼傘飛行航跡控制系統(tǒng)，其特征在于，所述地形數(shù)據(jù)獲取模塊(4)獲取空投場地中心區(qū)域半徑20KM范圍內(nèi)的高程關(guān)鍵點的位置和高度信息。