[發明專利]具有自動相關監視功能的無人機飛行控制方法及裝置

有效

• 申請號: 201710473391.2
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107179778B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 付磊;蘭嬌;肖玉
• 申請（專利權）人: 四川九洲空管科技有限責任公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 徐靜

本發明涉及無人機控制及監視領域，尤其是一種具有自動相關監視功能的無人機飛行控制方法及裝置。本發明以GPS秒脈沖為基準隨機產生震蕩時間；將衛星發送的射頻信號處理成NEMA0183格式的GPS報文，并對該GPS報文解析封裝處理后存儲在ADS?B廣播數組中；同時將該無人機通過空速計采集的速度信息以及該無人機的ID信息同時存儲在ADS?B廣播數組中；根據L波段天線是否被L波段數傳電臺占用以及震蕩時間產生觸發信號根據觸發信號控制射頻開關切換，使得1090M發射機或L波段數傳電臺通過射頻開關與L波段天線天線連接，在保障無人機飛行控制功能的前提下完成無人機自動相關監視功能。

技術領域

本發明涉及無人機控制及監視領域，尤其是一種具有自動相關監視功能的無人機飛行控制方法及裝置。

背景技術

無人機在軍事打擊、軍事偵查、航空攝影、遙測遙感、資源勘探、農藥噴灑等領域有著廣闊的應用前景。而飛行控制系統是無人機最核心的部分，目前美國UAV FlightSystems公司開發出AP50飛行控制系統具有飛行增穩控制和導航任務控制兩個主要的功能，Micropilot出產的世界上最小的自動駕駛儀MP2028，具有體積小、功耗低的優點。北京航空航天大學自行研制的iFLY40飛控系統內部集成了三軸MEMS陀螺儀、三軸MEMS加速度計，內部采用捷聯導航算法，提高了姿態控制精確性。

廣播式自動相關監視(ADS-B)系統能夠實時和準確的提供航空器位置、速度、航班號等狀態信息，現已被ICAO確定為未來監視系統發展的主要方向。NASA的UTM項目中在Lancaster固定翼無人機上加裝ADS-B OUT設備驗證無人機監視功能。四川九洲空管科技有限責任公司生產便攜式ADS-B終端設備已在無人機、直升機上加裝，并進行了相關實驗，實現地空監視功能。

由于無人機具有體積小、重量輕、帶載能力有限的特點，因此需要降低配套的機載設備的體積、重量，同時需要減少艙內設備間交互的信號線。傳統方案中飛行控制裝置與ADS-B OUT設備作為的兩個獨立的設備安裝在無人機上，增大機載設備的重量和體積。同時兩套設備分別具有兩套獨立的電源模塊、收發模塊以及信號處理板模塊增加了設備的成本。飛行控制裝置采用數傳電臺與地面遙控端進行通信，為了保證飛機在轉彎、俯仰等姿態變換過程中機體對信號的遮擋問題，往往對天線安裝的位置有要求，而ADS-B發射裝置的天線存在同樣問題，所以兩個分離天線的安裝增加了設備布線的復雜性，影響了飛行控制裝置和自動相關監視裝置與地面設備的通信性能。無人機飛行控制裝置信號處理軟件在航跡規劃、導航濾波等算法過程中需要GPS信號輸入的位置、時間信息，同時將位置信息下發到地面遙控端。ADS-B發射裝置廣播本機位置、速度、航向、識別標識等飛機四維信息,需要高精度GPS信息。由于現有ADS-B發射設備與無人機飛行控制設備獲取GPS信息源不同，造成地面航管監控系統與地面無人機控制系統獲得的無人機位置、時間的不一致，這不利于無人機飛行管理。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對針對無人機體積小、重量輕、帶載能力有限等問題，提供一種具有自動相關監視功能的無人機飛行控制方法及裝置。

本發明采用的技術方案如下：

一種具有自動相關監視功能的無人機飛行控制方法包括：

通過衛星發送的秒脈沖信號隨機產生震蕩時間；

將衛星發送的射頻信號處理成NEMA0183格式的GPS報文，并對該GPS報文解析封裝處理后存儲在ADS-B廣播數組中；同時將該無人機通過空速計采集的速度信息以及該無人機的ID信息同時存儲在ADS-B廣播數組中；

根據L波段天線是否被L波段數傳電臺占用以及震蕩時間產生觸發信號，根據觸發信號控制射頻開關切換，使得1090M發射機或L波段數傳電臺通過射頻開關與L波段天線天線連接，對應實現無人機飛行控制的前提下完成無人機自動相關監視功能。