[發明專利]一種基于協同無人機安全性與可靠性的維護系統及方法

在審

• 申請號: 201711343471.2
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN108322248A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 夏裕彬;梁大開;鄭國;曾捷;沈勇;王景霖;曹亮
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司上海航空測控技術研究所
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;B64F5/60;H04L29/06
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 高霖

本發明涉及一種基于協同無人機安全性與可靠性的維護系統，包括多個機載系統網絡和地面站系統，每架無人機均具有機載系統網絡，所述機載系統網絡包括狀態監測子系統、協同無人機鏈路傳輸子系統和空地傳輸子系統。還涉及一種基于協同無人機安全性與可靠性的維護方法。該系統能實時在線對協同無人機中各無人機的健康狀態進行監測，并能根據無人機的健康狀態作出合理的維護保障措施。同時ATG技術的使用，使得維護保障系統信息的傳遞并不影響無人機與地面之間的通信。

技術領域

本發明屬于航空器故障診斷與健康管理領域，具體涉及了一種基于協同無人機安全性與可靠性的維護系統及方法。

背景技術

無人機是信息化戰爭裝備體系的重要組成部分，已廣泛應用于軍事裝備領域。經歷多年的研制歷程，其不僅在材料和結構上取得了長足發展，而且在質量和可靠性上也同樣有了相當大的進步，但無人機在使用過程中還是存在亟需解決的問題。相比上世紀飛行器的發展，無人機在機體結構、機身材料、航電系統以及動力燃油系統等方面，其設計和性能均有質的提高；但無論無人機使用性能如何安全可靠，仍需要對其全機健康狀態實施監控，并進行有計劃的定期維修和養護，以便保證設計水平上的可靠性、使用上的安全性及戰備時的完好性。但是，有些部件和系統由于使用環境的殘酷和任務要求處在高強度的運行狀態當中，使其性能衰退到超出容限范圍，甚至發生突然失效，另一種情況是，與這些部件或系統接觸的用戶、營運人，甚至是維修人員對裝備使用不當，引起一定程度的損傷或破壞。因此，以無人機使用安全性和可靠性為中心，對其實施維護保障的策略是十分緊迫和必要的。

面對越來越龐大的機隊和多樣化的機型，憑借個人經驗作維修決策的工作方法已不能適應無人機維護維修的需要。而傳統的定時維修的做法容易造成維修不足或過度維修的問題。通過對全系統視情維修技術的研究，對無人機維修決策優化問題進行深入分析，從而降低維修費用和優化維修任務，為無人機維修決策提供定量評估方法，幫助維修和使用人員作出客觀、科學的維修決策。

通過對維修決策問題的研究，實現無人機使用和維護人員對維修成本、維修行為進行量化管理，做到事前預測，事中監控和事后分析，可使使用和維護人員根據無人機狀態及時得到維修信息，發現影響無人機戰備完好性的重要因素，及時開展維修活動。

發明內容

本發明的目的是：本發明的目的在于構建一種基于協同無人機安全性與可靠性的維護系統及方法，能夠實現對無人機系統信息的采集和特征信息的提取，通過信息網絡鏈路利用ATG技術將協同無人機的信息傳輸給地面站系統，實現對無人機的維護保障。

考慮到現有技術的上述問題，根據本發明公開的一個方面，本發明采用以下技術方案：

一種基于協同無人機安全性與可靠性的維護系統，包括多個機載系統網絡和地面站系統，每架無人機均具有機載系統網絡，所述機載系統網絡包括狀態監測子系統、協同無人機鏈路傳輸子系統和空地傳輸子系統；

其中，狀態監測子系統實時在線監測無人機系統的狀態；協同無人機鏈路傳輸子系統負責協同無人機網絡之間的信息流傳遞；空地傳輸子系統將協同無人機網絡的信息流數據傳輸給地面站系統；地面站系統負責人機信息交互，將機載信息反饋給操作人員，同時根據機載信息流作出對應維護決策。

其特征在于，所述空地傳輸子系統采用獨立的ATG機載模塊，運用空地傳輸ATG技術，將單機數據或者作為整個協同無人機網絡的信息流數據傳輸給地面站系統，保證數據傳輸滿足需要，又不占用無人機飛行操作鏈路的網絡資源，同時也不會對協同無人機鏈路傳輸子系統所進行的協同無人機網絡之間的信息流傳遞產生干擾。

其特征在于，地面站系統通過ATG地面站設備接收無人機發來的信息流數據。

一種基于協同無人機安全性與可靠性的維護方法，包括以下步驟：

1)狀態監測子系統實時在線監測無人機系統的狀態：