[發(fā)明專利]一種基于北斗短消息的無人機控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710462632.3
• 申請日: 2017-06-19
• 公開（公告）號: CN107302394B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余炎
• 申請（專利權(quán)）人: 四川騰盾科技有限公司
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04W4/14;H04W4/20;H04W36/30
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 錢成岑

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于北斗短消息的無人機控制方法。

背景技術(shù)

北斗短消息通信終端是一種利用北斗導(dǎo)航衛(wèi)星傳輸消息信息的設(shè)備。基于無人機應(yīng)用的北斗短消息通信終端可分為機載終端與地面終端兩個模塊，北斗短消息機載終端、地面終端與北斗導(dǎo)航衛(wèi)星（含短消息傳輸功能）構(gòu)成北斗短消息通信鏈路。

傳統(tǒng)超視距通信條件下的無人機控制方法即在超視距通信范圍使用微波頻段（Ka、Ku、S）的衛(wèi)通鏈路對無人機進行實時控制。在傳統(tǒng)超視距無人機控制方法中為保證無人機控制的安全性，使用寬帶（Ka或Ku頻段）衛(wèi)通鏈路進行無人機控制的同時，同時采用窄帶（S或UHF頻段）衛(wèi)通鏈路進行無人機應(yīng)急備份控制，這種備份方式需在無人機上加裝窄帶（S或UHF頻段）衛(wèi)星通信機載設(shè)備并在地面布置對應(yīng)的衛(wèi)通站以及租用對應(yīng)衛(wèi)星，該類衛(wèi)星通信設(shè)備具備體積大、重量重、功耗大、成本高、使用不便等缺點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：針對上述存在的問題，提供了一種基于北斗短消息的無人機控制方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種基于北斗短消息的無人機控制方法，包括以下過程：建立衛(wèi)星通信鏈路，地面指揮控制站通過衛(wèi)星通信鏈路以及衛(wèi)星通信鏈路機載終端將無人機控制指令發(fā)送至無人機的飛管計算機；建立北斗短消息通信鏈路，地面指揮控制站通過北斗短消息通信鏈路以及北斗短消息機載終端將無人機控制指令發(fā)送至無人機的飛管計算機；飛管計算機對來自衛(wèi)星通信鏈路和北斗短消息通信鏈路的無人機控制指令進行判斷邏輯選擇；如果寬帶衛(wèi)星通信鏈路正常，飛管計算機使用衛(wèi)星通信鏈路的無人機控制指令進行平臺控制，如果寬帶衛(wèi)星通信鏈路故障，啟用北斗短消息通信鏈路的通信機制，采用北斗短消息通信鏈路的無人機控制指令進行平臺控制；輸出控制指令到對應(yīng)設(shè)備。

進一步的，所述北斗短消息通信鏈路包括北斗短消息地面終端、北斗衛(wèi)星系統(tǒng)和北斗地面總站，所述地面指揮控制站將無人機控制指令發(fā)送給北斗短消息地面終端，北斗短消息地面終端將控制指令對外發(fā)送，控制指令經(jīng)過地球同步軌道的北斗衛(wèi)星傳輸至北斗地面總站，北斗地面總站再將控制指令發(fā)送至地球同步軌道的北斗衛(wèi)星并通過北斗衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)至無人機上的北斗短消息機載終端。

進一步的，所述基于北斗短消息的無人機控制方法，還包括以下過程：飛管計算機實時將無人機平臺當(dāng)前狀態(tài)信息傳輸至北斗短消息機載終端，北斗短消息機載終端通過地球同步軌道的北斗衛(wèi)星及北斗地面總站將該狀態(tài)信息發(fā)送至北斗短消息地面終端，北斗短消息地面終端將無人機平臺信息發(fā)送至地面指揮控制站；飛管計算機同時通過寬帶衛(wèi)星通信鏈路將無人機控平臺當(dāng)前狀態(tài)信息傳輸至地面指揮控制站。

進一步的，所述北斗短消息通信鏈路的通信機制的具體過程為：（1）指揮控制站在北斗短消息地面終端上電后，發(fā)送北斗短消息地面終端狀態(tài)查詢命令，獲取北斗短消息地面終端信息發(fā)送頻度以及狀態(tài)反饋周期；（2）建立北斗短消息地面終端與機載終端的無線鏈路通信，北斗短消息機載終端將通信鏈路各狀態(tài)信息向飛管計算機進行周期性回報，飛管計算機進行數(shù)據(jù)處理后將無人機平臺信息及北斗短消息通信鏈路信息組成狀態(tài)信息回報幀，周期性傳至北斗短消息機載終端，并回報至地面指揮控制站；（3）地面指揮控制站根據(jù)北斗短消息地面終端信息的發(fā)送頻度以對應(yīng)頻度發(fā)送無人機應(yīng)急控制指令幀；（4）北斗短消息機載終端接收北斗短消息地面終端發(fā)送的應(yīng)急控制指令幀，并將所述應(yīng)急控制指令幀發(fā)送給飛管計算機；（5）飛管計算機根據(jù)鏈路使用判斷邏輯，在衛(wèi)星通信鏈路故障的情況下自動使用北斗短消息機載終端轉(zhuǎn)發(fā)的應(yīng)急控制指令幀進行平臺應(yīng)急控制。

進一步的，所述狀態(tài)信息回報幀的幀格式為：同步字1、同步字2、通訊狀態(tài)字、北斗短消息機載終端地址、北斗短消息機載終端狀態(tài)、無人機平臺狀態(tài)、校驗。

進一步的，所述應(yīng)急控制指令幀的幀格式為：幀頭1、幀頭2、幀頭3、幀頭4、幀頭5、幀長度、北斗短消息地面終端地址、通信信息類別、北斗短消息機載終端地址、電文長度、應(yīng)答標(biāo)識、電文內(nèi)容、校驗。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用上述技術(shù)方案的有益效果為：

a.無需加裝傳統(tǒng)的窄帶（S頻段或UHF頻段）衛(wèi)通鏈路設(shè)備，僅通過加裝北斗短消息終端即可完成無人機超視距應(yīng)急備份控制，相對傳統(tǒng)的窄帶（S頻段或UHF頻段）衛(wèi)通鏈路設(shè)備，北斗短消息通信終端體積小、重量輕、功耗低、經(jīng)濟性好，實用性加強；