一种无线电高度测量装置，测量方法及飞行系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种无线电高度测量装置，测量方法及飞行系统，高度表分别向地面及频率合成器发射同样的测高发射信号，高度表接收地面反射回波信号测量出高度信号。高度表将测量高度信号传输给处理器。经过处理后发送至处理器；处理器对测高射频的调制信号和地面反射回波信号的调制信号进行比对得出处理器高度信号；处理器将测量高度信号和处理器高度信号进行差值计算，将高度差值结果与测量高度信号进行加和，对测量高度信号进行修正，得到最后的高度值，这样起到了对高度表基于高度信号的修正及完善。用户可以根据不同使用环境及使用条件设置修正方式。本发明专利技术还基于时钟电路对装置中的时钟进行校准，避免晶振频率不失真。

A radio height measuring device, measuring method and flight system

The invention provides a radio altimeter measuring device, a measuring method and a flight system. The altimeter transmits the same altimeter transmitting signal to the ground and the frequency synthesizer respectively, and the altimeter receives the ground reflected echo signal to measure the altitude signal. Altimeter transmits the measured height signal to the processor. After processing, it is sent to the processor; the processor compares the modulation signal of the radio frequency of height measurement with the modulation signal of the ground reflected echo signal to get the processor's height signal; the processor calculates the difference between the measured height signal and the processor's height signal, and adds the height difference result and the measured height signal to measure the height signal. The elevation signal is corrected to get the final elevation value, which improves and improves the altimeter based on the elevation signal. Users can set the correction mode according to different usage environment and conditions. The invention also calibrated the clock in the device based on the clock circuit to avoid distortion of the crystal oscillator frequency.

【技术实现步骤摘要】
一种无线电高度测量装置，测量方法及飞行系统
本专利技术涉及飞行信息处理领域，尤其涉及一种无线电高度测量装置，测量方法及飞行系统。
技术介绍
目前飞行器在飞行时，获取与地面的高度差通常采用高度表来测量高度差。随着电子技术和雷达技术的发展，推动高度表测高技术也有了很大的发展。高度表测高是采用了利用电磁波在空间传播延迟时间的原理测高。按因无线电高度表具有测量精度高、实时性好的特点，其应用领域不断扩大，如运输机运输及投放物资、无人机自动着陆，飞行器地形跟随、飞行器低空摄取地面影像等应用领域都需要高度信息的测量。飞行器的高度信息也是非常重要的一项数据，飞行器的高度需要实时的，精准的获取，让驾驶人员能够了解飞行高度数据，如果数据不准确或不及时将导致飞行器不能按照预设的航道飞行，可能造成无法完成飞行任务，严重的可能导致飞行器坠毁。如何提高飞行器实时的，精准的获取高度信息是当前丞待解决的一项技术问题。而且目前飞行器飞行过程中通常实时与地面监控中心数据交互，让地面监控中心监控人员实时的，畅通的获取到飞行器的数据，比如高度数据。如果采用的无人驾驶则飞行器的高度则是更为重要的数据信息，这关系到控制无人飞行器的飞行高度，如何确保无人飞行器与地面监控中心之间实时的，畅通的数据通信，尽量避免外界信号干扰，也是当前丞待解决的一项技术问题。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的不足，本专利技术提供一种无线电高度测量装置，包括：高度表，第一AD处理模块，第二AD处理模块，存储器，滤波器，频率合成器，处理器，主板，接口模块以及显示屏；高度表依次通过频率合成器连接，滤波器以及第二AD处理模块与处理器信号接收端连接；存储器，处理器，接口模块以及显示屏分别连接在主板上，使存储器，接口模块以及显示屏分别与处理器，连接；高度表还通过第一AD处理模块与处理器信号接收端连接。优选地，主板上还连接有用于给无线电高度测量装置供电的电源模块，开关信号采集模块，高度采集控制开关和复位模块；高度采集控制开关通过开关信号采集模块与处理器连接，获取高度测量的开关控制指令；复位模块与处理器连接，给处理器提供复位信号。优选地，主板上还连接有时钟电路；时钟电路与处理器连接，时钟电路用于给处理器提供晶振；时钟电路包括：电阻R41，时钟芯片U1，电容C2，电容C3，电容C4，电感L1；时钟芯片U1二脚接地，时钟芯片U1三脚分别接电容C2第一端，电容C3第一端，电感L1第一端；电容C4第一端，电感L1第二端分别接电源；电容C2第二端，电容C3第二端，电容C4第二端分别接地；时钟芯片U1四脚通过电阻R41接处理器，给处理器提供晶振频率，电阻R41保证晶振频率不失真；时钟芯片U1采用DS1302，或AT8563；时钟电路用于记录检测高度表的时间，时钟电路具有计时年、月、周、日、时、分、秒，闰年补偿功能，工作电压宽达2.5～5.5V，采用三线接口与CPU进行同步通信，芯片内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存器，可采用突发方式一次传送多个字节的RAM数据。优选地，主板上还连接有高度修正程序编译模块；高度修正程序编译模块与处理器连接，高度修正程序编译模块包括：编译芯片U5，电阻R41，电阻R22，电阻R23，电阻R24，电阻R25；编译芯片U5采用JTAG；编译芯片U5一脚，二脚，电阻R41第一端，电阻R22第一端，电阻R23第一端，电阻R24第一端分别接+3.3v，电阻R41第二端接编译芯片U5三脚，电阻R22第二端接编译芯片U5五脚，电阻R23第二端接编译芯片U5七脚，电阻R24第二端接编译芯片U5十三脚，编译芯片U5九脚通过电阻R25接地；编译芯片U5四脚，六脚，八脚，十脚，十二脚，十四脚，十六脚，十八脚，二十脚分别接地。优选地，接口模块包括：串行通信接口，USB接口，RJ45接口。处理器采用C8051F005单片机和晶振电路，或AT89S52单片机和晶振电路。一种无线电高度测量方法，方法包括：无线电高度测量装置开始工作，高度表分别向地面及频率合成器发射同样的测高发射信号；高度表接收地面反射回波信号，依次经高频滤波器处理，混频器处理，得到射频信号，高度表对发射的测高射频信号时间点进行记录，由测高射频信号的上升沿触发锯齿波发生器，锯齿波宽度作为距离函数，高度表的距离积分器的输出和锯齿波信号在高度表中的比较器进行比较，当两者瞬时值相等时，通过高度表的门发生器产生跟踪门信号和锁定自动增益控制门信号；射频信号和跟踪门信号在跟踪门相重叠，实现回波脉冲前沿跟踪信息，跟踪误差经放大后通过高度表的速率积分器输出高度变化率信号，再经距离积分器输出测量高度信号；高度表将测量高度信号通过第一AD处理模块处理后，传输给处理器；处理器将测量高度信号暂存至存储器；频率合成器将高度表发送的测高发射信号进行调制幅度，从幅度调制波中不失真的检出测高射频的调制信号；通过第二AD处理模块送入处理器，处理器将测高射频的调制信号暂存至存储器；高度表接收地面反射回波信号，将地面反射回波信号发送至频率合成器，频率合成器将高度表发送的地面反射回波信号进行调制幅度，从幅度调制波中不失真的检出地面反射回波信号的调制信号；通过第二AD处理模块送入处理器；处理器对测高射频的调制信号和地面反射回波信号的调制信号进行比对得出处理器高度信号；处理器将测量高度信号和处理器高度信号进行差值计算，将高度差值结果与测量高度信号进行加和，对测量高度信号进行修正，得到最后的高度值，通过显示屏显示。优选地，处理器将测量高度信号和处理器高度信号进行加和平均数，得到最后的高度值，通过显示屏显示。一种具有无线电高度测量装置的飞行系统，包括：飞行信息通信模块，飞行监控服务器以及多个飞行器；飞行器上设有无线电高度测量装置，飞行数据处理器，飞行器存储器以及用于给飞行器内部元件供电的飞行器电池；无线电高度测量装置以及飞行通信模块分别与飞行数据处理器连接；飞行数据处理器通过无线电高度测量装置获取飞行器飞行高度；处理器通过飞行信息通信模块向飞行监控服务器传输飞行器当前的飞行高度信息；飞行信息通信模块包括：飞行信息应用服务单元、飞行信息数据存储单元和飞行信息通道单元；飞行信息应用服务单元用于提供每个飞行器分别与飞行监控服务器飞行互联系统，互联网关，并提供给飞行管理人员可视化界面，按照预设方式定义通信链路和通信安全协议，通过飞行互联系统传输互联消息；飞行信息数据存储单元用于提供飞行数据的实时性数据传递，存储每个飞行器分别与飞行监控服务器之间的互联数据，相互传输的数据；还存储飞行互联系统的互联的网络通信规则、路由规则、NAT规则；飞行信息通道单元用于提供每个飞行器分别与飞行监控服务器的通信通道，提供通信通道的开启和关闭，并基于互联的网络通信规则、路由规则、NAT规则实现每个飞行器分别与飞行监控服务器基于通信通道的通信连接；还配置飞行器之间的通信连接通道，实现飞行器之间的数据转发传输。优选地，飞行信息通信模块还用于向飞行监控服务器发送时钟同步数据帧，数据帧帧头配置有发送时间点；飞行监控服务器收到时钟同步数据帧后，发送应答时钟同步数据帧，应答时钟同步数据帧帧头配置有应答时间点；飞行信息通信模块接收飞行监控服务器应答时钟同步数据帧解析出帧头配置的应答时间点，并获取本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线电高度测量装置，其特征在于，包括：高度表(1)，第一AD处理模块(12)，第二AD处理模块(3)，存储器(11)，滤波器(4)，频率合成器(6)，处理器(7)，主板(8)，接口模块(9)以及显示屏(10)；高度表(1)依次通过频率合成器(6)连接，滤波器(4)以及第二AD处理模块(3)与处理器(7)信号接收端连接；存储器(11)，处理器(7)，接口模块(9)以及显示屏(10)分别连接在主板(8)上，使存储器(11)，接口模块(9)以及显示屏(10)分别与处理器(7)，连接；高度表(1)还通过第一AD处理模块(12)与处理器(7)信号接收端连接。

【技术特征摘要】
1.一种无线电高度测量装置，其特征在于，包括：高度表(1)，第一AD处理模块(12)，第二AD处理模块(3)，存储器(11)，滤波器(4)，频率合成器(6)，处理器(7)，主板(8)，接口模块(9)以及显示屏(10)；高度表(1)依次通过频率合成器(6)连接，滤波器(4)以及第二AD处理模块(3)与处理器(7)信号接收端连接；存储器(11)，处理器(7)，接口模块(9)以及显示屏(10)分别连接在主板(8)上，使存储器(11)，接口模块(9)以及显示屏(10)分别与处理器(7)，连接；高度表(1)还通过第一AD处理模块(12)与处理器(7)信号接收端连接。2.根据权利要求1所述的无线电高度测量装置，其特征在于，主板(8)上还连接有用于给无线电高度测量装置供电的电源模块，开关信号采集模块，高度采集控制开关和复位模块；高度采集控制开关通过开关信号采集模块与处理器(7)连接，获取高度测量的开关控制指令；复位模块与处理器(7)连接，给处理器(7)提供复位信号。3.根据权利要求1所述的无线电高度测量装置，其特征在于，主板(8)上还连接有时钟电路；时钟电路与处理器(7)连接，时钟电路用于给处理器(7)提供晶振；时钟电路包括：电阻R41，时钟芯片U1，电容C2，电容C3，电容C4，电感L1；时钟芯片U1二脚接地，时钟芯片U1三脚分别接电容C2第一端，电容C3第一端，电感L1第一端；电容C4第一端，电感L1第二端分别接电源；电容C2第二端，电容C3第二端，电容C4第二端分别接地；时钟芯片U1四脚通过电阻R41接处理器(7)，给处理器(7)提供晶振频率，电阻R41保证晶振频率不失真；时钟芯片U1采用DS1302，或AT8563；时钟电路用于记录检测高度表的时间，时钟电路具有计时年、月、周、日、时、分、秒，闰年补偿功能，工作电压宽达2.5～5.5V，采用三线接口与CPU进行同步通信，芯片内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存器，可采用突发方式一次传送多个字节的RAM数据。4.根据权利要求1所述的无线电高度测量装置，其特征在于，主板(8)上还连接有高度修正程序编译模块；高度修正程序编译模块与处理器(7)连接，高度修正程序编译模块包括：编译芯片U5，电阻R41，电阻R22，电阻R23，电阻R24，电阻R25；编译芯片U5采用JTAG；编译芯片U5一脚，二脚，电阻R41第一端，电阻R22第一端，电阻R23第一端，电阻R24第一端分别接+3.3v，电阻R41第二端接编译芯片U5三脚，电阻R22第二端接编译芯片U5五脚，电阻R23第二端接编译芯片U5七脚，电阻R24第二端接编译芯片U5十三脚，编译芯片U5九脚通过电阻R25接地；编译芯片U5四脚，六脚，八脚，十脚，十二脚，十四脚，十六脚，十八脚，二十脚分别接地。5.根据权利要求1所述的无线电高度测量装置，其特征在于，接口模块(9)包括：串行通信接口，USB接口，RJ45接口；处理器(7)采用C8051F005单片机和晶振电路，或AT89S52单片机和晶振电路。6.一种无线电高度测量方法，其特征在于，方法包括：无线电高度测量装置开始工作，高度表分别向地面及频率合成器发射同样的测高发射信号；高度表接收地面反射回波信号，依次经高频滤波器处理，混频器处理，得到射频信号，高度表对发射的测高射频信号时间点进行记录，由测高射频信号的上升沿触发锯齿波发生器，锯齿波宽度作为距离函数，高度表的距离积分器的输出和锯齿波信号在高度表中的比较器进行比较，当两者瞬时值相等时，通过高度表的门发生器产生跟踪门信号和锁定自动增益控制门信号；射频信号和跟踪门信号在跟踪门相重叠，实现回波脉冲前沿跟踪信息，跟踪误差经放大后通过高度表的速率积分器输出高度变化率信号，再经距离积分器输出测量高度信号；高度表将测量高度信号通过第一AD处理模块处理后，传输给处理器；处理器将测量高度信号暂存至存储器；频率合成器将高度表发送的测高发射信号进行调制幅度，从幅度调制波中不失真的检出测高射频的调制信号；通过第二AD处理模块送入处理器，处理器将测高射频的调制信号暂存至存储器；高度表接收地面反射回波信号，将地面反射回波信号发送至频率合成器，频率合成器将高度表发送的地面反射回波信号进行调制幅度，从幅度调制波中不失真的检出地面反射回波信号的调制信号；通过第二AD处理模块送入处理器；处理器对测高射频的调制信号和地面反射回波信号的调制信号进行比对得出处理器高度信号；处理器将测量高度信号和处理器高度...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙红艳，徐兴磊，王秀霞，张冠芬，
申请(专利权)人：菏泽学院，
类型：发明
国别省市：山东,37