[發明專利]一種救災無人機天基全球快速投送系統

有效

• 申請號: 201610438600.5
• 申請日: 2016-06-17
• 公開（公告）號: CN105947241B
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 劉玥;張曉敏;于靈慧
• 申請（專利權）人: 航天東方紅衛星有限公司
• 主分類號: B64G1/64
• 分類號: B64G1/64;B64D5/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心11009
• 代理人: 陳鵬

技術領域

本發明涉及一種無人機投送系統。

背景技術

發生墜機、沉船、戰爭沖突、暴恐襲擊、自然災害等突發事件，在救援人員赴現場處置之前，需要對事發現場進行勘察，以制定合理的救援計劃，現有的搜救勘查手段主要包括派遣人員進行現場勘察、利用飛機或無人機等進行抵近勘查、利用衛星進行遙感成像勘查。但現有的搜救勘查手段存在一定的局限性，特別是對于遠海、偏遠地區發生災難的情況，可能導致救援時機延誤。具體分析如下：

派遣人員進行現場勘察，主要依靠專業的搜救人員徒步，或搭乘車輛、船舶等工具深入災難現場，對現場情況進行實地勘察、搜索幸存人員并提供及時的服務，但受地形、海況、運輸工具性能的影響，人員的行動范圍極其有限，且在充分了解事發地具體情況前，貿然派遣人員可能導致次生事故發生。

利用飛機或無人機等航空飛行器進行抵近搜救勘查，可以在不深入災難腹地的情況下，近距離勘查現場，搜索幸存人員，并通過投放物資等方式實施救援。航空器飛行速度快，機動能力強，可對受災區域進行大范圍普查和抵近詳查，但受航空飛行器航程及飛行速度所限，公海、島嶼、外國領地、荒漠地區等地區發生災難時，即使以當前普遍裝備的高亞音速飛機，也需要數小時時間到達現場作業，并需要在燃料耗盡前返航，雖然無人機可選擇工作至燃料耗盡被丟棄，但受制于遙控距離的影響，也無法對遠方地區實施作業。

利用衛星進行遙感成像勘查，主要指利用光學成像衛星，在衛星對災難地點過頂期間，對現場進行成像，并將圖像數據傳輸至地面系統，搜救人員通過分析衛星圖像，獲取災難現場的信息。衛星遙感的優勢在于可以通過星座組網的方式，對全球任意區域實現快速重訪，無地理條件制約，成像響應時間可縮短至小時級甚至分鐘級，但其局限性在于成像分辨率受衛星軌道高度影響，目前最高只能達到米級至分米級，對人員等小尺度目標識別能力不足，且受云層等天氣條件影響嚴重，陰雨天氣無法實施作業。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術不足，本發明提供了一種救災無人機天基全球快速投送系統，將無人航空飛行器裝載于航天器中在軌飛行，利用其全球覆蓋特性，突破了傳統航空器航程和航速限制，提高災難應急響應速度，利用再入手段將無人航空飛行器投送至受災區域上空進行抵近勘察，克服了衛星成像分辨率不足的問題，提高了災難應急響應的效能。

本發明的技術解決方案是：一種救災無人機天基全球快速投送系統，包括：運載中繼傳輸航天器、自主再入投送艙和無人機；運載中繼傳輸航天器運行在衛星軌道上，運載中繼傳輸航天器通過星地通信鏈路接收外部發送的事發地位置、投送時間、無人機飛行高度、飛行路徑信息，根據事發地位置、投送時間、無人機飛行高度、飛行路徑信息確定自主再入投送艙飛行姿態、自主再入投送艙釋放時間、自主再入投送艙推進單元開機時刻、自主再入投送艙點火時長、無人機釋放高度和速度信息；運載中繼傳輸航天器將自主再入投送艙飛行姿態、自主再入投送艙釋放時間、自主再入投送艙推進單元開機時刻、自主再入投送艙點火時長、無人機釋放高度和速度信息傳輸給自主再入投送艙并將無人機飛行高度、飛行路徑信息傳送給無人機；運載中繼傳輸航天器與自主再入投送艙連接；

自主再入投送艙搭載無人機；自主再入投送艙按照預定的自主再入投送艙釋放時間與運載中繼傳輸航天器分離；自主再入投送艙按照運載中繼傳輸航天器發送的飛行姿態信息調整自身姿態，并按照自主再入投送艙推進單元開機時刻和自主再入投送艙點火時長信息控制減速脈沖進入到達目標區域上空的再入走廊；自主再入投送艙在高度和速度到達指定無人機釋放高度和速度時釋放無人機；

無人機從自主再入投送艙脫離后，根據運載中繼傳輸航天器發送的無人機飛行高度、飛行路徑信息，進入自動駕駛飛行狀態，搜索運載中繼傳輸航天器發送的通信信號，搭建無人機到運載中繼傳輸航天器再到指揮終端的通信鏈路；無人機向指揮終端發送無人機位置、速度、姿態信息，同時無人機獲取指揮終端發送的飛行控制指令用于改變無人機的飛行路徑；無人機根據運載中繼傳輸航天器發送的無人機飛行高度、飛行路徑信息或指揮終端發送的飛行控制指令，尋找目標區域并進行巡視飛行，采集目標區域信息或投放物資，并通過通信鏈路回傳采集到的圖像、影像數據至指揮終端。