[發明專利]一種基于無人機和移動地面站的無線電頻譜監測與定位裝置和方法

在審

• 申請號: 202110403786.1
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113110541A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 林曉翔;鐘杰
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

本發明公開一種基于無人機和移動地面站的無線電頻譜監測與定位裝置和方法。本發明在進行頻譜監測飛行前，先輸入地圖信息和預設飛行高度，由移動地面站進行初步飛行路徑規劃；同時，移動地面站接收無人機發送的數據，在電子地圖上實時更新無人機的位置和無線電信號源可能的位置范圍；通過調整無人機的飛行路徑規劃，可以在一次飛行過程確定多個無線電信號源的位置；另外，在無人機飛行過程，移動地面站即可收到數據，實時分析，無人機搜索和人工確認可以同步進行，提高搜索效率；最后，大部分的數據分析過程在移動地面站完成，降低無人機的負載，可以提高搜索范圍；在無人機飛行完成后，可以對存儲裝置中的數據進行進一步分析。

技術領域

本發明涉及無線電頻譜監測與定位技術領域，具體涉及一種基于無人機和移動地面站的頻譜監測裝置及方法。

背景技術

無線電頻譜監測指對于一定區域內的無線電信號進行探測、搜索和捕獲，并且對這些信號進行分析、識別，獲取其技術信息，利用這些信息進行工作特征和輻射位置信息提取的活動，是無線電頻譜管理的重要方式。

傳統的無線電頻譜管理方法是由無線電管理委員會在各地設立監聽點，對存在異常無線電信號的區域進行大范圍監聽，在監聽到異常無線電信號后使用車載移動站進行監聽，縮小目標范圍，最后再使用便攜式信號查找儀進行定位。使用便攜式信號查找儀時，存在無線電信號易受到遮擋衰減、檢測范圍窄、機動性差等缺點，需要耗費大量人力資源對于無線電信號源進行精確定位。

相對于手持便攜式信號查找儀進行地面監測，采用無人機在空中進行無線電信號定位可以避免以上缺點，可以更精確的確定無線電信號源的位置，同時節省人力資源，提高監管效率。

發明內容

本發明所要解決的是現有無線電頻譜監測與定位技術中存在的效率不高的問題，提出一種基于無人機和移動地面站的無線電頻譜監測與定位裝置和方法，具有無線電信號源定位精確和使用便利的特點。

為解決上述問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明首先提供了一種基于無人機和移動地面站的無線電頻譜監測與定位方法，其包括如下步驟：

步驟1、確定監測區域，將相應電子地圖上傳移動地面站；

步驟2、移動地面站根據電子地圖和監控頻段設計頻譜監測實施方案，并將飛行路徑規劃圖顯示在電子地圖上；

步驟3、無人機升空，按照設計的頻譜監測實施方案進行飛行，接收無線電信號并進行分析，每隔一定時間向移動地面站傳回數據信號，包括信號分析結果、位置信息和無人機飛行姿態信息；

步驟4、移動地面站接收無人機發送來的信號，解調信號獲取數據，在電子地圖上更新無人機的當前位置；

步驟5、移動地面站對功率滿足觸發閾值的頻點，記錄其對應的信息，包括：信號分析結果、位置信息和無人機飛行姿態信息；

步驟6、依據多點無線電測量的分析結果進行無線電信號源的定位，并將可能的位置范圍顯示在電子地圖上；

步驟7、針對可疑無線電信號源，通過修改無人機飛行路徑，并重復執行步驟4-6對特定區域進行精確搜查，逐步縮小信號源的可能存在位置范圍，直至確認；

步驟8、逐個確認可疑無線電信號源位置之后，頻譜監測無人機返航。

作為本發明的優選方案，所述的可疑無線電信號源為監測頻段內信號功率超過觸發閾值的頻點所對應的無線電信號源。

進一步的，步驟7包括以下步驟：

(1)移動地面站將步驟6中無線電信號源的可能位置范圍作為特定區域；

(2)移動地面站設定特定區域的中心位置為搜索中心，記錄當前位置為搜索起點；