无人机目标定位指示系统及指示方法技术方案

本发明专利技术提供一种无人机目标定位指示系统，包括搭载于无人机上面的机载激光测距仪、机载摄像机、机载高精度惯导、卫星测向接收机及机载高速数传电台；机载摄像机用于在收到任务计算机的指令后，对地面目标进行拍照、压缩、存储，同时记录下该时刻的时间信息，通过机载高速数传电台将拍照到的图片或者视频实时传送给地面监控站。具有以下优点：配置全面的机载激光测距仪、机载摄像机、机载高精度惯导、卫星测向接收机及机载高速数传电台，综合运用战场环境、飞机性能等信息，对作战目标进行侦查、精确定位，通过对目标进行指示，从而引导弹体进行精确打击，提高无人机在目标侦察、目标指示、战术打击等作战领域的作战能力。

【技术实现步骤摘要】
无人机目标定位指示系统及指示方法
本专利技术属于机载导航通讯定位
，具体涉及一种无人机目标定位指示系统及指示方法。
技术介绍
现代军事理论和战争模式的发展方向使无人机在未来战争中扮演越来越重要的角色。无人机以其特有的作战方式和作战效能在战争中发挥了重要作用。在未来的防空战场中，无人机将成为一种重要的空中威胁，给防空作战带来严峻的挑战。如何设计一种无人机目标定位指示系统，从而提高无人机在目标侦察、目标指示、战术打击等作战领域的作战能力，是目前迫切需要解决的事情。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种无人机目标定位指示系统及指示方法，可有效解决上述问题。本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术提供一种无人机目标定位指示系统，包括搭载于无人机上面的机载激光测距仪、机载摄像机、机载高精度惯导、卫星测向接收机及机载高速数传电台；所述机载激光测距仪包括红外发射器以及红外接收器；所述红外发射器用于向地面目标发射红外光束；所述红外接收器用于在下一个红外光脉冲发出之前，接收当前红外光束被地面目标反射回来的光脉冲，并记录发射红外光束的时间以及接收光脉冲的时间，从而测量出无人机到地面目标的距离，即无人机高程数据；所述机载摄像机用于在收到任务计算机的指令后，对地面目标进行拍照、压缩、存储，同时记录下该时刻的时间信息，通过机载高速数传电台将拍照到的图片或者视频实时传送给地面监控站；所述机载高精度惯导用于测量无人机当前的加速度、俯仰和横滚数据；所述卫星测向接收机用于通过接收两个机载天线的多频点卫星信号，对各颗卫星多频点的载波相位测量值进行组合，求解出载波相位的整周模糊度，最终求解出主从天线之间的基线向量后，从而得到飞机精确的航向角和俯仰角；所述机载高速数传电台，用于将所述机载激光测距仪、所述机载摄像机、所述机载高精度惯导和所述卫星测向接收机的测量信息实时下发给地面监控站，由地面监控站对数据进行整合处理。本专利技术还提供一种根据无人机目标定位指示系统的指示方法，目标侦查过程包括以下步骤：步骤1，无人机依据预设轨迹飞行至地面目标区域，任务计算机通过时间同步系统触发机载激光测距仪、机载摄像机、机载高精度惯导和卫星测向接收机同步工作，测量得到当前时刻的测量数据信息；其中，所述测量数据信息包括机载激光测距仪测量到的高程数据、机载摄像机拍摄的图片或视频数据、机载高精度惯导输出的加速度、俯仰和横滚数据，以及卫星测向接收机测得的当前飞机的航向角和俯仰角数据；步骤2，无人机通过机载高速数传电台将测量数据信息下发给地面监控站；步骤3，地面监控站根据接收到的测量数据信息，对其进行融合处理，从而得到地面目标点精确的位置坐标和图像信息。优选的，步骤3具体为：假设机载激光测距仪测量到的高程数据为h；卫星测向接收机测得的当前飞机的方向角为a，俯仰角为b，倾斜角为c；则无人机在位置(0,0,h)处，那么无人机在地面的投影点的坐标为(h*tan(b)*cos(a)+h*tan(c)*sin(a),-h*tan(b)*sin(a)+h*tan(c)*cos(a),0)公式1如果无人机在(0,0,h)处拍下一张照片，无人机的方向角为a，俯仰角为b，倾斜角为c；照片的大小为x1*x2，x1和x2分别为照片的长度和宽度值；假定无人机测量时俯仰和倾斜的最大角度为x度,那么无人机测量点的典型值为：(h*tan(x/180*π),h*tan(x/180*π),0)因为d(tan(x))/dx＝1/cos(x)^2,所以tan(x+dx)≈tan(x)+1/cos(x)^2*dx；当x比较小的时候，cos(x)≈1，可以认为tan(x+dx)≈tan(x)+dx，对应公式1，h*tan(b)，那么当角度误差为△b时，测量误差则为h*△b，只需将角度误差控制在一定的范围内，即可得到对应地面点在该方向上的精确位置数据。优选的，步骤3之后，还包括：步骤4，无人机依据预设轨迹飞行至地面目标区域，通过侦查方式得到目标点精确的位置坐标和图像信息后，保持机载激光测距仪打开，对目标进行持续照射，具备激光导引头的弹体在飞至目标点附近时，依据无人机激光照射器返回的光信息，指引弹体飞至目标点，实现精确打击。本专利技术提供的无人机目标定位指示系统及指示方法具有以下优点：配置全面的机载激光测距仪、机载摄像机、机载高精度惯导、卫星测向接收机及机载高速数传电台，综合运用战场环境、飞机性能等信息，对作战目标进行侦查、精确定位，通过对目标进行指示，从而引导弹体进行精确打击，提高无人机在目标侦察、目标指示、战术打击等作战领域的作战能力。附图说明图1为本专利技术提供的无人机目标定位指示系统的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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。本专利技术提供一种无人机目标定位指示系统，全面将卫星导航技术、无线通信技术、激光测距技术和成像技术应用在无人机上，使无人机在战争中发挥的作用越来越全面，无人机在目标侦察、目标指示、战术打击等作战领域的优势越来越明显。本专利技术实现了一种无人机目标定位指示系统，旨在综合运用战场环境、飞机性能等信息，对作战目标进行侦查、精确定位，通过对目标进行指示，从而引导弹体进行精确打击。参考图1，无人机目标定位指示系统，包括搭载于无人机上面的机载激光测距仪、机载摄像机、机载高精度惯导、卫星测向接收机及机载高速数传电台；所述机载激光测距仪包括红外发射器以及红外接收器；所述红外发射器用于向地面目标发射红外光束；所述红外接收器用于在下一个红外光脉冲发出之前，接收当前红外光束被地面目标反射回来的光脉冲，并记录发射红外光束的时间以及接收光脉冲的时间，从而测量出无人机到地面目标的距离，即无人机高程数据；所述机载摄像机用于在收到任务计算机的指令后，对地面目标进行拍照、压缩、存储，同时记录下该时刻的时间信息，通过机载高速数传电台将拍照到的图片或者视频实时传送给地面监控站；所述机载高精度惯导用于测量无人机当前的加速度、俯仰和横滚数据；所述卫星测向接收机用于通过接收两个机载天线的多频点卫星信号，对各颗卫星多频点的载波相位测量值进行组合，求解出载波相位的整周模糊度，最终求解出主从天线之间的基线向量后，从而得到飞机精确的航向角和俯仰角；所述机载高速数传电台，用于将所述机载激光测距仪、所述机载摄像机、所述机载高精度惯导和所述卫星测向接收机的测量信息实时下发给地面监控站，由地面监控站对数据进行整合处理。本专利技术还提供一种根据无人机目标定位指示系统的指示方法，主要应用场景可分为两类：目标侦查和目标指示。目标侦查过程如下：步骤1，无人机依据预设轨迹飞行至地面目标区域，任务计算机通过时间同步系统触发机载激光测距仪、机载摄像机、机载高精度惯导和卫星测向接收机同步工作，测量得到当前时刻的测量数据信息；其中，所述测量数据信息包括机载激光测距仪测量到的高程数据、机载摄像机拍摄的图片或视频数据、机载高精度惯导输出的加速度、俯仰和横滚数据，以及卫星测向接收机测得的当前飞机的航向角和俯仰角数据；步骤2，无人机通过机载高速数传电台将测量数据信息下发给地面监控站；步骤3，地面监控站根据接收到的测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机目标定位指示系统，其特征在于，包括搭载于无人机上面的机载激光测距仪、机载摄像机、机载高精度惯导、卫星测向接收机及机载高速数传电台；所述机载激光测距仪包括红外发射器以及红外接收器；所述红外发射器用于向地面目标发射红外光束；所述红外接收器用于在下一个红外光脉冲发出之前，接收当前红外光束被地面目标反射回来的光脉冲，并记录发射红外光束的时间以及接收光脉冲的时间，从而测量出无人机到地面目标的距离，即无人机高程数据；所述机载摄像机用于在收到任务计算机的指令后，对地面目标进行拍照、压缩、存储，同时记录下该时刻的时间信息，通过机载高速数传电台将拍照到的图片或者视频实时传送给地面监控站；所述机载高精度惯导用于测量无人机当前的加速度、俯仰和横滚数据；所述卫星测向接收机用于通过接收两个机载天线的多频点卫星信号，对各颗卫星多频点的载波相位测量值进行组合，求解出载波相位的整周模糊度，最终求解出主从天线之间的基线向量后，从而得到飞机精确的航向角和俯仰角；所述机载高速数传电台，用于将所述机载激光测距仪、所述机载摄像机、所述机载高精度惯导和所述卫星测向接收机的测量信息实时下发给地面监控站，由地面监控站对数据进行整合处理。...

【技术特征摘要】
1.一种无人机目标定位指示系统，其特征在于，包括搭载于无人机上面的机载激光测距仪、机载摄像机、机载高精度惯导、卫星测向接收机及机载高速数传电台；所述机载激光测距仪包括红外发射器以及红外接收器；所述红外发射器用于向地面目标发射红外光束；所述红外接收器用于在下一个红外光脉冲发出之前，接收当前红外光束被地面目标反射回来的光脉冲，并记录发射红外光束的时间以及接收光脉冲的时间，从而测量出无人机到地面目标的距离，即无人机高程数据；所述机载摄像机用于在收到任务计算机的指令后，对地面目标进行拍照、压缩、存储，同时记录下该时刻的时间信息，通过机载高速数传电台将拍照到的图片或者视频实时传送给地面监控站；所述机载高精度惯导用于测量无人机当前的加速度、俯仰和横滚数据；所述卫星测向接收机用于通过接收两个机载天线的多频点卫星信号，对各颗卫星多频点的载波相位测量值进行组合，求解出载波相位的整周模糊度，最终求解出主从天线之间的基线向量后，从而得到飞机精确的航向角和俯仰角；所述机载高速数传电台，用于将所述机载激光测距仪、所述机载摄像机、所述机载高精度惯导和所述卫星测向接收机的测量信息实时下发给地面监控站，由地面监控站对数据进行整合处理。2.一种根据权利要求1所述的无人机目标定位指示系统的指示方法，其特征在于，目标侦查过程包括以下步骤：步骤1，无人机依据预设轨迹飞行至地面目标区域，任务计算机通过时间同步系统触发机载激光测距仪、机载摄像机、机载高精度惯导和卫星测向接收机同步工作，测量得到当前时刻的测量数据信息；其中，所述测量数据信息包括机载激光测距仪测量到的高程数据、机载摄像机拍摄的图片或视频数据、机载高精度惯导输出的加速度、俯仰和横滚数据，以及卫星测向接收机测得的当前飞机的航向角和俯仰角数据；步骤2，无人机通过机载高速数传电台将...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志军，隋振中，于哲，文晓东，
申请(专利权)人：北京和协导航科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11