[發(fā)明專利]一種艦載垂直起降偵查無人機(jī)的測控跟蹤系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911070514.3
• 申請日: 2019-11-05
• 公開（公告）號: CN111137453A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林清;楊昆
• 申請（專利權(quán)）人: 西安羚控電子科技有限公司;中國電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所;中國人民解放軍海軍大連艦艇學(xué)院
• 主分類號: B64C39/02
• 分類號: B64C39/02;G05D1/00;G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 燕肇琪

1.一種艦載垂直起降偵查無人機(jī)的測控跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，包括地面系統(tǒng)、機(jī)載系統(tǒng)；

所述地面系統(tǒng)包括地面遙測設(shè)備；地面遙測設(shè)備分別與近距離全向天線、遠(yuǎn)距離定向天線、差分定位基站、高精度航姿參考設(shè)備通信連接；

所述機(jī)載系統(tǒng)包括機(jī)載測控設(shè)備；機(jī)載測控設(shè)備分別與自主駕駛儀、機(jī)載差分定位設(shè)備通信連接；地面遙測設(shè)備與機(jī)載測控設(shè)備通過無線電通信連接。

2.采用權(quán)利要求1所述的跟蹤系統(tǒng)進(jìn)行跟蹤的方法，其特征在于，具體按照以下步驟實(shí)施：

步驟1、根據(jù)艦載垂直起降偵查無人機(jī)相對于移動載體的距離、通信質(zhì)量百分比，確定通信方式；即采用全向天線通信或采用定向天線通信；

步驟2、采用全天線進(jìn)行通信跟蹤或采用定向天線進(jìn)行通信跟蹤。

3.如權(quán)利要求2所述的跟蹤方法，其特征在于，所述步驟1具體按照以下步驟實(shí)施：

步驟1.1、對艦載垂直起降偵查無人機(jī)的當(dāng)前飛行精確位置、地面測控站的經(jīng)緯度信息進(jìn)行處理；濾除由于艦船等載體的移動帶來的偏差，獲得無人機(jī)相對于移動載體的水平距離和垂直距離；

步驟1.2、艦載垂直起降偵查無人機(jī)根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)傳送的丟包率，獲得通信質(zhì)量百分比；

步驟1.3、地面工控計算機(jī)根據(jù)獲得的通信質(zhì)量百分比、無人機(jī)相對于移動載體的距離確定通信方式；即采用全向天線通信或采用定向天線通信。

4.如權(quán)利要求3所述的跟蹤方法，其特征在于，所述步驟1.3中，采用全向天線通信或采用定向天線通信的選擇標(biāo)準(zhǔn)如下：

水平通信距離10km以下，通信質(zhì)量百分比90％以上，采用全向天線通信；

水平通信距離10km以下，通信質(zhì)量百分比小于90％，采用定向天線跟蹤通信；

水平通信距離大于10km，采用定向天線跟蹤通信；

垂向通信距離3km以上，采用定向天線跟蹤通信。

5.如權(quán)利要求4所述的跟蹤方法，其特征在于，所述步驟2中，采用定向天線進(jìn)行通信跟蹤時，具體按照以下步驟實(shí)施：

步驟2.1、機(jī)載系統(tǒng)將其當(dāng)前的準(zhǔn)確經(jīng)緯度、任務(wù)的前進(jìn)方向、速度、高度、航向、姿態(tài)等信息發(fā)送至地面系統(tǒng)；

步驟2.2、地面遙測設(shè)備從高精度航姿參考設(shè)備獲得當(dāng)前移動載體的橫滾角、俯仰角、偏航角、橫滾角速率、俯仰角速率、偏航角速率，精度、緯度、高度等信息；

步驟2.3、根據(jù)擴(kuò)展卡爾曼濾波算法，基于地面測控設(shè)備獲得的數(shù)據(jù)，預(yù)估出當(dāng)前移動載體的前進(jìn)速度、方向及晃動的角度；將預(yù)估數(shù)據(jù)作為定向天線的補(bǔ)償值；

步驟2.4、根據(jù)地面遙測設(shè)備獲得的經(jīng)緯高數(shù)據(jù)，及垂直起降偵查無人機(jī)的當(dāng)前定位，計算出需要定向天線動作的俯仰角及橫向角；

步驟2.5、對俯仰角、橫向角數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，將獲得的有效數(shù)據(jù)進(jìn)行PID控制，使定向天線轉(zhuǎn)換到期望角度，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的實(shí)時跟蹤。