本发明涉及无人机导航,具体涉及一种基于差分卫星定位的无人机异地起降引导方法。
背景技术:
1、全球定位系统(global positioning system,以下简称gps)是利用一组卫星的伪距、星历、卫星时间和用户钟差等观测量来实现全球、全天候及全时域范围的导航技术。随着无人系统的飞速发展,涌现出各类功能完善,各具特色的无人机。无人机的滑行、起飞和降落阶段对位置定位信息要求精度高。尤其是大中型固定翼无人机在滑行、起飞和降落阶段,主要利用差分卫星起降引导的基准站,为无人机的卫星定位导航设备提供差分报文信息来纠正定位的经度、纬度和高度数据。随着我国北斗导航技术的发展应用,差分卫星定位技术与北斗导航的结合,让无人机卫星导航定位逐步实现国产化。
2、目前使用的载波相位差分定位或伪距差分定位,能够将无人机的定位位置精确至分米级。如图1所示为现有无人机在本地机场差分卫星定位的起降引导结构示意图,利用配置于本地机场塔台a中的基准差分天线、基准接收机、发射电台和发射天线,实现无人机在本地机场起降。由此可见,差分卫星起降引导的基准站在保障无人机开展滑行飞行任务前,需要进行自身基准位置标定和机场跑道特征点标定工作,一般标定耗时超过24个小时甚至更久,但这也是无人机开展异地机场空转、紧急降落前的必要流程。在空中飞行无法预测无人机状态的情况下,能够让无人机在就近机场实现安全着陆,迫切需要解决短时间内以差分卫星定位的方式为无人机的起飞和降落进行引导问题。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是针对背景技术中存在的问题,从而提出一种基于差分卫星定位的引导方法,利用该引导方法,可以在短时间内实现异地机场精确引导起飞和降落的功能,从而对解决无人机异地起降引导问题有着良好的指导性,具体地说是一种准确提高交点对接的对接装置及对接方法。
2、为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案为:一种基于差分卫星定位的无人机异地起降引导方法,所述引导方法是利用本地机场塔台a中现有的差分卫星处理设备,通过通讯系统实现差分报文信息的实时传送,并在异地机场塔台b中利用现有的差分卫星处理设备,完成异地引导无人机起飞和降落任务,其中,所述通讯系统为现有的光纤或军用网线,具体包括以下步骤:
3、s1.在本地机场塔台a中布置的差分卫星处理设备包括有基准差分天线和基准接收机,而在异地机场塔台b中布置的差分卫星处理设备包括有发射电台和发射天线,所述基准接收机与发射电台之间通过本地机场塔台a与异地机场塔台b之间的通讯系统连接;
4、s2.无人机由本地机场起飞后,需要降落在异地机场前,本地机场塔台a通过通讯系统通知异地机场塔台b,给发射电台上电,观察发射电台的工作状态灯,确认发射电台工作状态正常后,异地机场塔台b通过通讯系统把异地机场的跑道特征参数和航向参数传输给本地机场塔台a,本地机场塔台a将获取的异地机场的跑道特征参数和航向参数输入基准接收机内,经重新上下电后,确认工作状态正常,之后由本地机场塔台a通过通讯系统通知异地机场塔台b,给发射电台上电,待发射电台的工作状态灯正常后,异地机场塔台b通过通讯系统向本地机场塔台a通报反馈发射电台和发射天线工作状态正常信息,在发射电台和发射天线的作用下,从而可以引导无人机在异地机场降落。
5、进一步地,采用本发明所述的一种基于差分卫星定位的无人机异地起降引导方法,在所述步骤s2中,无人机在异地机场降落过程中,本地机场塔台a中的基准接收机以异地机场的原点pb1为坐标原点,以跑道正航向β为x轴正方向,建立相对坐标系x,在相对坐标系x内,利用差分卫星定位设备,先确定异地机场的反向原点pb2,通过坐标原点和反向原点,确定其中心点pb0为无人机在异地机场的降落位置,从而完成异地机场内起降位置的引导任务。
6、进一步地,采用本发明所述的一种基于差分卫星定位的无人机异地起降引导方法,在所述步骤s1中,在本地机场塔台a中布置的差分卫星处理设备包括有监控差分天线和监控接收机,而在异地机场塔台b中布置的差分卫星处理设备包括有基准差分天线、基准接收机、发射电台和发射天线,所述监控接收机与基准接收机之间通过本地机场塔台a与异地机场塔台b之间的通讯系统连接,所述基准接收机与发射电台之间通过异地机场塔台b内部的通讯系统连接;
7、而在所述步骤s2中,无人机由本地机场起飞后,需要降落在异地机场前,本地机场塔台a通过通讯系统通知异地机场塔台b,给基准接收机和发射电台上电,确认基准接收机和发射电台工作状态正常后,异地机场塔台b通过通讯系统把异地机场的跑道特征参数和航向参数传输给本地机场塔台a,本地机场塔台a将获取的异地机场的跑道特征参数和航向参数输入监控接收机内,经重新上下电后,确认工作状态正常,之后由本地机场塔台a通过通讯系统通知异地机场的塔台b,给发射电台上电,待发射电台的工作状态灯正常后,异地机场塔台b通过通讯系统向本地机场塔台a通报反馈发射电台和发射天线工作状态正常信息,在发射电台和发射天线的作用下,从而可以引导无人机在异地机场降落。
8、进一步地,采用本发明所述的一种基于差分卫星定位的无人机异地起降引导方法,在所述步骤s2中,无人机在异地机场降落过程中,异地机场塔台b中的基准接收机以异地机场的原点pb1为坐标原点,以跑道正航向β为x轴正方向,建立相对坐标系x,在相对坐标系x内,利用差分卫星处理设备,先确定异地机场的反向原点pb2,通过坐标原点和反向原点,确定其中心点pb0为无人机在异地机场的降落位置,从而完成异地机场内起降位置的引导任务。
9、采用本发明所述的一种基于差分卫星定位的无人机异地起降引导方法,与现有技术相比,其有益效果在于:将引导无人机异地起降所必须的差分基准信息处理设备和发射电台分别布置在两地机场,两地设备通过塔台现有的光纤或军用网线连接实现稳定通讯,本地机场作为无人机起降的主机场,基准接收机和发射电台为起降引导的主功能设备,异地机场布置的发射电台或接收机为备用设备,可以由货架产品等效替代,在低成本控制下,可实现空中转场、远程补给、紧急降落和连续执行任务等非常规功能。在无人机降落异地机场前,省去提前规划转运起降引导站和基准标定的工作,这样能节省人力物力消耗和时间成本。由此可见,采用本发明所述的引导方法,可以实现无人机在本地机场周边任意异地机场的全时域及全状态的安全起飞降落任务,极大地提高了无人机执行任务的灵活性,同时也降低了无人机转场、补给、连续执行任务的时间规划成本,为无人机拓展任务作战半径提供更广阔的前景。
1.一种基于差分卫星定位的无人机异地起降引导方法,其特征在于:所述引导方法是利用本地机场塔台a中现有的差分卫星处理设备,通过通讯系统实现差分报文信息的实时传送,并在异地机场塔台b中利用现有的差分卫星处理设备,完成异地引导无人机起飞和降落任务,其中,所述通讯系统为现有的光纤或军用网线,具体包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种基于差分卫星定位的无人机异地起降引导方法,其特征在于:在所述步骤s2中,无人机在异地机场降落过程中,本地机场塔台a中的基准接收机(2)以异地机场的原点pb1为坐标原点,以跑道正航向β为x轴正方向,建立相对坐标系x,在相对坐标系x内,利用差分卫星定位设备,先确定异地机场的反向原点pb2,通过坐标原点和反向原点,确定其中心点pb0为无人机在异地机场的降落位置,从而完成异地机场内起降位置的引导任务。
3.根据权利要求1所述的一种基于差分卫星定位的无人机异地起降引导方法,其特征在于:在所述步骤s1中,在本地机场塔台a中布置的差分卫星处理设备包括有监控差分天线(5)和监控接收机(6),而在异地机场塔台b中布置的差分卫星处理设备包括有基准差分天线(1)、基准接收机(2)、发射电台(3)和发射天线(4),所述监控接收机(6)与基准接收机(2)之间通过本地机场塔台a与异地机场塔台b之间的通讯系统连接,所述基准接收机(2)与发射电台(3)之间通过异地机场塔台b内部的通讯系统连接;
4.根据权利要求3所述的一种基于差分卫星定位的无人机异地起降引导方法,其特征在于:在所述步骤s2中,无人机在异地机场降落过程中,异地机场塔台b中的基准接收机(2)以异地机场的原点pb1为坐标原点,以跑道正航向β为x轴正方向,建立相对坐标系x,在相对坐标系x内,利用差分卫星处理设备,先确定异地机场的反向原点pb2,通过坐标原点和反向原点,确定其中心点pb0为无人机在异地机场的降落位置,从而完成异地机场内起降位置的引导任务。
