一种采用多模卫星导航的翼伞飞行航迹控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种采用多模卫星导航的翼伞飞行航迹控制系统，包括设置在翼伞上的综合解算模块，以及均与其连接的多模定位模块和航迹规划模块，航迹规划模块还与飞控跟踪模块相连；还包括设置在空投场地的气象测试模块和地形数据获取模块。本发明专利技术提高了导航的可靠性及精度，同时，解决了当前翼伞航迹控制中的盲动性，使着陆精度的可达率提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及翼伞控制领域，尤其涉及一种采用多模卫星导航的翼伞飞行航迹控制系统。
技术介绍
在遥控空投系统中，首先通过导航模块获得空投系统在空中的位置、高度、速度等信息，翼伞航迹控制器采用导航信息进行分析解算，规划好飞行控制的轨迹，控制翼伞按照航迹完成飞行。现有技术中，翼伞飞行航迹控制器采用单一的GPS卫星定位导航，通过接收GPS卫星信号进行定位解算获得导航信息。单一的GPS导航控制体制在使用条件较好的情况下，例如地域开阔，无遮挡，系统工作条件稳定无干扰时，可以正常发挥导航定位功能。但由于单一导航体制的限制，在诸如局部地区使用受限，外界实施干扰等特殊环境下使用时，将无法实时持续准确地获知翼伞的运动信息，造成翼伞精确归航控制精度降低。另一方面，现有技术中翼伞飞行控制忽略气象条件、投放条件、地形环境等外接因素，采用分段控制策略，或翼伞系统自适应控制模式，没有规划飞行轨迹，使空投系统实现精确定点着陆控制存在一定的风险，难于准确实现。在中国专利技术专利说明书CN201410437417中公开了一种翼伞定点归航伺服控制装置及控制方法。该专利技术的翼伞定点归航伺服控制装置，包括动力电池、驱动控制器和操纵绳控制装置，动力电池对驱动控制器和操纵绳控制装置供电，驱动控制器接收控制信号并驱动控制操纵绳控制装置。该专利技术虽然能够对翼伞归航起到一定的控制作用，但是该专利技术无法在单一导航体制失效的情况下进行精确的归航控制，并且没有考虑气象条件、投放条件、地形环境等外接因素对飞行航迹控制的影响。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于针对现有技术中翼伞控制单一的GPS导航体制容易失效，且不考虑气象条件和地形环境的缺陷，提供一种采用多模卫星导航系统，并且同时对气象条件和地形环境进行监测的翼伞飞行航迹控制系统。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术提供一种采用多模卫星导航的翼伞飞行航迹控制系统，包括设置在翼伞上的综合解算模块，以及均与其连接的多模定位模块和航迹规划模块，所述航迹规划模块还与飞控跟踪模块相连；还包括设置在空投场地的气象测试模块和地形数据获取模块；所述多模定位模块实时获取多个卫星导航系统的信号，测得翼伞的定位信息，并对导航数据质量进行监控，剔除被干扰的数据，输出有效的导航参数；所述气象测试模块用于监测空投场地的高空各层的风速、风向信息；所述地形数据获取模块用于从地形环境数据库中获取当前空投场地的地理信息；所述综合解算模块接收来自所述多模定位模块、气象测试模块和地形数据获取模块获取到的信息，并对其进行解算处理，提取风场数据、地理数据和航迹规划关键点数据。所述航迹规划模块接收来自所述综合解算模块的解算处理结果数据，并结合翼伞的当前位置、速度、高度、航向角和运动状态信息，制定飞行轨迹，得出N个航迹点的坐标；所述飞控跟踪模块接收来自航迹规划模块计算得出的N个航迹点的坐标，根据该坐标改变翼伞的飞行方向，逐个跟踪航迹点的位置，并计算翼伞当前位置与航迹点的位置偏差，根据偏差的大小控制翼伞的航向变化。该系统还包括输入检测终端，所述输入检测终端用于在地面准备阶段与所述航迹规划模块连接，并将着陆目标点的信息输入所述航迹规划模块，输入完成后断开连接。该系统还包括与所述综合解算模块、所述航迹规划模块和所述飞控跟踪模块均相连的数据存储模块，所述数据存储模块用于存储导航参数、航迹数据和控制指令。该系统还包括与所述飞控跟踪模块相连的驱动器，所述驱动器接收来自所述飞控跟踪模块的控制信号，并对控制信号进行驱动放大。该系统还包括与驱动器相连的电机伺服机构，所述电机伺服机构接收来自所述驱动器的控制信号，完成对翼伞操纵绳的收缩或释放。所述多模定位模块包括北斗/GPS接收模块和GPS/GLONASS接收模块。所述气象测试模块包括气象雷达和探空仪。所述气象测试模块监测空投场地上空每隔100M高度的风向和风速信息。所述地形数据获取模块获取空投场地中心区域半径20KM范围内的高程关键点的位置和高度信息。本专利技术产生的有益效果是：本专利技术提供一种采用多模卫星导航的翼伞飞行航迹控制系统，采用组合式多模卫星导航，克服了单一GPS卫星导航的使用局限性，提高了导航的可靠性及精度；同时，翼伞航迹控制器通过综合解算导航信息、气象信息、地理信息等外接环境信息，结合翼伞自身的运动特性，规划出合理的飞行轨迹，控制翼伞空投系统按照规划好的轨迹完成飞行，解决了当前翼伞航迹控制中的盲动性，使着陆精度的可达率提高。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术实施例的采用多模卫星导航的翼伞飞行航迹控制系统的系统框图；图2是本专利技术实施例的采用多模卫星导航的翼伞飞行航迹控制系统的结构示意图；图3是本专利技术实施例的采用多模卫星导航的翼伞飞行航迹控制系统的系统的工作流程图；图4是本专利技术实施例的采用多模卫星导航的翼伞飞行航迹控制系统的系统的参数注入界面实例图；图中1-综合解算模块，2-多模定位模块，3-气象测试模块，4-地形数据获取模块，5-航迹规划模块，6-飞控跟踪模块。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，是本专利技术实施例的采用多模卫星导航的翼伞飞行航迹控制系统的系统框图，包括设置在翼伞上的综合解算模块1，以及均与其连接的多模定位模块2和航迹规划模块5，航迹规划模块5还与飞控跟踪模块6相连；还包括设置在空投场地的气象测试模块3和地形数据获取模块4。多模定位模块2实时获取多个卫星导航系统的信号，测得翼伞的定位信息，并对导航数据质量进行监控，剔除被干扰的数据，输出有效的导航参数；多模定位模块2包括北斗/GPS接收模块和GPS/GLONASS接收模块。气象测试模块3包括气象雷达和探空仪，用于监测空投场地的高空各层的风速、风向信息，每隔100M高度提取一次风向、风速信息。地形数据获取模块4用于从地形环境数据库中获取当前空投场地的地理信息，获取空投场地中心区域半径20KM范围内的高程关键点的位置和高度信息。综合解算模块1接收来自多模定位模块2、气象测试模块3和地形数据获取模块4获取到的信息，并对其进行解算处理，提取风场数据、地理数据和航迹规划关键点数据。航迹规划模块5接收来自综合解算模块1的解算处理结果数据，并结合翼伞的当前位置、速度、高度、航向角和运动状态信息，制定飞行轨迹，得出N个航迹点的坐标。飞控跟踪模块6接收来自航迹规划模块5计算得出的N个航迹点的坐标，根据该坐标改变翼伞的飞行方向，逐个跟踪航迹点的位置，并计算翼伞当前位置与航迹点的位置偏差，根据偏差的大小控制翼伞的航向变化。如图2所示，是本专利技术实施例的结构示意图，该系统还包括输入检测终端，输入检测终端用于在地面准备阶段与所述航迹规划模块5连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用多模卫星导航的翼伞飞行航迹控制系统，其特征在于，包括设置在翼伞上的综合解算模块（1），以及均与其连接的多模定位模块（2）和航迹规划模块（5），所述航迹规划模块（5）还与飞控跟踪模块（6）相连；还包括设置在空投场地的气象测试模块（3）和地形数据获取模块（4）；所述多模定位模块（2）实时获取多个卫星导航系统的信号，测得翼伞的定位信息，并对导航数据质量进行监控，剔除被干扰的数据，输出有效的导航参数；所述气象测试模块（3）用于监测空投场地的高空各层的风速、风向信息；所述地形数据获取模块（4）用于从地形环境数据库中获取当前空投场地的地理信息；所述综合解算模块（1）接收来自所述多模定位模块（2）、气象测试模块（3）和地形数据获取模块（4）获取到的信息，并对其进行解算处理，提取风场数据、地理数据和航迹规划关键点数据；所述航迹规划模块（5）接收来自所述综合解算模块（1）的解算处理结果数据，并结合翼伞的当前位置、速度、高度、航向角和运动状态信息，制定飞行轨迹，得出N个航迹点的坐标；所述飞控跟踪模块（6）接收来自航迹规划模块（5）计算得出的N个航迹点的坐标，根据该坐标改变翼伞的飞行方向，逐个跟踪航迹点的位置，并计算翼伞当前位置与航迹点的位置偏差，根据偏差的大小控制翼伞的航向变化。...

【技术特征摘要】
1.一种采用多模卫星导航的翼伞飞行航迹控制系统，其特征在于，包括设置在翼伞上的综合解算模块（1），以及均与其连接的多模定位模块（2）和航迹规划模块（5），所述航迹规划模块（5）还与飞控跟踪模块（6）相连；还包括设置在空投场地的气象测试模块（3）和地形数据获取模块（4）；
所述多模定位模块（2）实时获取多个卫星导航系统的信号，测得翼伞的定位信息，并对导航数据质量进行监控，剔除被干扰的数据，输出有效的导航参数；
所述气象测试模块（3）用于监测空投场地的高空各层的风速、风向信息；
所述地形数据获取模块（4）用于从地形环境数据库中获取当前空投场地的地理信息；
所述综合解算模块（1）接收来自所述多模定位模块（2）、气象测试模块（3）和地形数据获取模块（4）获取到的信息，并对其进行解算处理，提取风场数据、地理数据和航迹规划关键点数据；
所述航迹规划模块（5）接收来自所述综合解算模块（1）的解算处理结果数据，并结合翼伞的当前位置、速度、高度、航向角和运动状态信息，制定飞行轨迹，得出N个航迹点的坐标；
所述飞控跟踪模块（6）接收来自航迹规划模块（5）计算得出的N个航迹点的坐标，根据该坐标改变翼伞的飞行方向，逐个跟踪航迹点的位置，并计算翼伞当前位置与航迹点的位置偏差，根据偏差的大小控制翼伞的航向变化。
2.根据权利要求1所述的采用多模卫星导航的翼伞飞行航迹控制系统，其特征在于，该系统还包括输入检测终端，所述输入检测终端用于在地面准备阶段与所述航迹规划模块（5）连接，并将着陆目标点的信息输入所述航...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘琦，张芃，贺喜，万天军，
申请(专利权)人：航宇救生装备有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42