一种无人机通信质量控制方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种无人机通信质量控制方法、装置及系统，涉及飞行器通信控制技术领域，该方法包括判断与塔站云台控制端之间的移动通信网络连接状态是否正常；当正常时设置塔站云台控制端的网络配置参数和初始位配置参数；获取无人机的GPS数据和塔站云台的GPS数据；角度解算获得天线强覆盖区指向无人机时塔站云台需要转动的角度；将包含角度的角度调整指令信息发送给塔站云台控制端；从无人机机载端获取发送回来的包含信号质量值的信息；根据信号质量值校准天线强覆盖区指向无人机的对准精确度，使塔站云台转动角度偏差值在预设可允许范围之内，保证无人机飞行活动总是在天线强覆盖区内进行，实现天线对无人机的实时跟踪，保证远距离通信的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机通信质量控制方法、装置及系统
本专利技术涉及飞行器通信控制
，具体涉及一种无人机通信质量控制方法、装置及系统。
技术介绍
随着我国经济、社会的迅速发展和空域管理改革的持续推进，低空空域的逐渐开放，无人机机载端将会得到大力的发展和更加广泛的应用，例如，可以将无人机机载端应用到电力、通信、气象、农林、海洋、勘探、保险等领域，具体的如可以用于地球观测、森林防火和灭火、灾害检测、通信中继、海上监视、油气管道检查、农药喷洒、土地资源调查、野生动物监测、防汛抗旱监测、鱼群探测、影视航拍、缉毒缉私、边境巡逻、治安反恐等方面。但是现有技术中提供的无人机通信质量控制系统，都是通过机动式架站通信的方式，使用移动通信基础设施的少之又少，即使有也是使用固定加装的已有天线，指导无人机沿线执行飞行任务，无法保证远距离通信的可靠性。
技术实现思路
因此，本专利技术实施例要解决的技术问题在于现有技术中的无人机通信质量控制系统远距离通信的可靠性低。为此，本专利技术实施例的一种无人机通信质量控制方法，应用于远程控制端，包括以下步骤：判断与塔站云台控制端之间的移动通信网络连接状态是否正常；当与塔站云台控制端之间的移动通信网络连接状态正常时，设置塔站云台控制端的网络配置参数和初始位配置参数；利用移动通信网络从无人机机载端获取无人机的GPS数据，从塔站云台控制端获取塔站云台的GPS数据；根据所述无人机的GPS数据和塔站云台的GPS数据进行角度解算，获得天线强覆盖区指向无人机时塔站云台需要转动的角度；将包含所述角度的角度调整指令信息发送给塔站云台控制端，用于控制塔站云台按照所述角度转动；从无人机机载端获取发送回来的包含信号质量值的信息；根据所述信号质量值校准天线强覆盖区指向无人机的对准精确度，使塔站云台转动角度偏差值在预设可允许范围之内。优选地，所述设置塔站云台控制端的网络配置参数和初始位配置参数的步骤包括：根据预设的群组配置参数，通过与每个塔站云台控制端的单独发现，建立塔站云台控制网络；从塔站云台控制端获取最新的网络拓扑信息；根据所述网络拓扑信息和预设的无人机飞行作业航线，获得每个塔站云台的初始位配置参数；将包含所述初始位配置参数的信息发送给相应的塔站云台控制端，用于控制塔站云台进行初始位配置。优选地，所述根据所述无人机的GPS数据和塔站云台的GPS数据进行角度解算，获得天线强覆盖区指向无人机时塔站云台需要转动的角度的步骤包括：将当前无人机的GPS数据进行滤波处理，获得第一数据；根据所述第一数据，预测T时间后无人机的GPS数据，获得第二数据，其中，T为塔站云台转动到需要转动的角度所需时间；将所述第二数据转换到地心直角坐标系中，获得第三数据；将所述塔站云台的GPS数据转换到地心直角坐标系中，获得第四数据；根据所述第三数据和第四数据，计算塔站云台指向预测T时间后无人机位置的指向向量；在地心直角坐标系中分别计算竖直向上方向向量和水平向北方向向量与所述指向向量之间的到位角度；根据所述到位角度，计算获得塔站云台转动到所述到位角度需要转动的角度，获得天线强覆盖区指向无人机。优选地，所述根据所述信号质量值校准天线强覆盖区指向无人机的对准精确度，使塔站云台转动角度偏差值在可允许范围之内的步骤包括：在所述塔站云台需要转动的角度周围构建一个二维网络，检测获得塔站云台转动到每个网络线交叉点时对应的网格信号质量值；将所述网格信号质量值进行滤波插值处理，获得所述网格信号质量值中的最大值；计算塔站云台转动到所述最大值对应的网络线交叉点时的角度与所述塔站云台需要转动的角度之间的偏差值；判断所述偏差值是否在预设可允许范围之内；当所述偏差值在预设可允许范围之内时，获得天线强覆盖区指向无人机精确对准的校准结果。本专利技术实施例的一种无人机通信质量控制装置，应用于远程控制端，包括：第一判断单元，用于判断与塔站云台控制端之间的移动通信网络连接状态是否正常；参数设置单元，用于当与塔站云台控制端之间的移动通信网络连接状态正常时，设置塔站云台控制端的网络配置参数和初始位配置参数；GPS数据获取单元，用于利用移动通信网络从无人机机载端获取无人机的GPS数据，从塔站云台控制端获取塔站云台的GPS数据；角度解算单元，用于根据所述无人机的GPS数据和塔站云台的GPS数据进行角度解算，获得天线强覆盖区指向无人机时塔站云台需要转动的角度；角度调整指令发送单元，用于将包含所述角度的角度调整指令信息发送给塔站云台控制端，用于控制塔站云台按照所述角度转动；信号质量值获取单元，用于从无人机机载端获取发送回来的包含信号质量值的信息；对准精确度校准单元，用于根据所述信号质量值校准天线强覆盖区指向无人机的对准精确度，使塔站云台转动角度偏差值在预设可允许范围之内。优选地，所述参数设置单元包括：塔站云台控制网络建立单元，用于根据预设的群组配置参数，通过与每个塔站云台控制端的单独发现，建立塔站云台控制网络；网络拓扑信息获取单元，用于从塔站云台控制端获取最新的网络拓扑信息；初始位配置参数获得单元，用于根据所述网络拓扑信息和预设的无人机飞行作业航线，获得每个塔站云台的初始位配置参数；初始位配置参数发送单元，用于将包含所述初始位配置参数的信息发送给相应的塔站云台控制端，用于控制塔站云台进行初始位配置。优选地，所述角度解算单元包括：滤波处理单元，用于将当前无人机的GPS数据进行滤波处理，获得第一数据；GPS数据预测单元，用于根据所述第一数据，预测T时间后无人机的GPS数据，获得第二数据，其中，T为塔站云台转动到需要转动的角度所需时间；第一数据转换单元，用于将所述第二数据转换到地心直角坐标系中，获得第三数据；第二数据转换单元，用于将所述塔站云台的GPS数据转换到地心直角坐标系中，获得第四数据；第一计算单元，用于根据所述第三数据和第四数据，计算塔站云台指向预测T时间后无人机位置的指向向量；第二计算单元，用于在地心直角坐标系中分别计算竖直向上方向向量和水平向北方向向量与所述指向向量之间的到位角度；第三计算单元，用于根据所述到位角度，计算获得塔站云台转动到所述到位角度需要转动的角度，获得天线强覆盖区指向无人机。优选地，所述对准精确度校准单元包括：二维网络构建单元，用于在所述塔站云台需要转动的角度周围构建一个二维网络，检测获得塔站云台转动到每个网络线交叉点时对应的网格信号质量值；滤波插值处理单元，用于将所述网格信号质量值进行滤波插值处理，获得所述网格信号质量值中的最大值；偏差值计算单元，用于计算塔站云台转动到所述最大值对应的网络线交叉点时的角度与所述塔站云台需要转动的角度之间的偏差值；第二判断单元，用于判断所述偏差值是否在预设可允许范围之内；校准结果获得单元，用于当所述偏差值在预设可允许范围之内时，获得天线强覆盖区指向无人机精确对准的校准结果。本专利技术实施例的一种无人机通信质量控制系统，包括：无人机机载端，通过移动通信网络与远程控制端连接，用于将无人机的GPS数据发送给远程控制端，并将包含信号质量值的信息发送给远程控制端；塔站云台控制端，通过移动通信网络与远程控制端连接，用于在远程控制端的控制下设置网络配置参数和初始位配置参数，将塔站云台的GPS数据发送给远程控制端，接收远程控制端发送的包含角度的角度调整指令信息并控制塔站云台转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机通信质量控制方法，应用于远程控制端，其特征在于，包括以下步骤：判断与塔站云台控制端之间的移动通信网络连接状态是否正常；当与塔站云台控制端之间的移动通信网络连接状态正常时，设置塔站云台控制端的网络配置参数和初始位配置参数；利用移动通信网络从无人机机载端获取无人机的GPS数据，从塔站云台控制端获取塔站云台的GPS数据；根据所述无人机的GPS数据和塔站云台的GPS数据进行角度解算，获得天线强覆盖区指向无人机时塔站云台需要转动的角度；将包含所述角度的角度调整指令信息发送给塔站云台控制端，用于控制塔站云台按照所述角度转动；从无人机机载端获取发送回来的包含信号质量值的信息；根据所述信号质量值校准天线强覆盖区指向无人机的对准精确度，使塔站云台转动角度偏差值在预设可允许范围之内。

【技术特征摘要】
1.一种无人机通信质量控制方法，应用于远程控制端，其特征在于，包括以下步骤：判断与塔站云台控制端之间的移动通信网络连接状态是否正常；当与塔站云台控制端之间的移动通信网络连接状态正常时，设置塔站云台控制端的网络配置参数和初始位配置参数；利用移动通信网络从无人机机载端获取无人机的GPS数据，从塔站云台控制端获取塔站云台的GPS数据；根据所述无人机的GPS数据和塔站云台的GPS数据进行角度解算，获得天线强覆盖区指向无人机时塔站云台需要转动的角度；将包含所述角度的角度调整指令信息发送给塔站云台控制端，用于控制塔站云台按照所述角度转动；从无人机机载端获取发送回来的包含信号质量值的信息；根据所述信号质量值校准天线强覆盖区指向无人机的对准精确度，使塔站云台转动角度偏差值在预设可允许范围之内。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设置塔站云台控制端的网络配置参数和初始位配置参数的步骤包括：根据预设的群组配置参数，通过与每个塔站云台控制端的单独发现，建立塔站云台控制网络；从塔站云台控制端获取最新的网络拓扑信息；根据所述网络拓扑信息和预设的无人机飞行作业航线，获得每个塔站云台的初始位配置参数；将包含所述初始位配置参数的信息发送给相应的塔站云台控制端，用于控制塔站云台进行初始位配置。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述无人机的GPS数据和塔站云台的GPS数据进行角度解算，获得天线强覆盖区指向无人机时塔站云台需要转动的角度的步骤包括：将当前无人机的GPS数据进行滤波处理，获得第一数据；根据所述第一数据，预测T时间后无人机的GPS数据，获得第二数据，其中，T为塔站云台转动到需要转动的角度所需时间；将所述第二数据转换到地心直角坐标系中，获得第三数据；将所述塔站云台的GPS数据转换到地心直角坐标系中，获得第四数据；根据所述第三数据和第四数据，计算塔站云台指向预测T时间后无人机位置的指向向量；在地心直角坐标系中分别计算竖直向上方向向量和水平向北方向向量与所述指向向量之间的到位角度；根据所述到位角度，计算获得塔站云台转动到所述到位角度需要转动的角度，获得天线强覆盖区指向无人机。4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述信号质量值校准天线强覆盖区指向无人机的对准精确度，使塔站云台转动角度偏差值在可允许范围之内的步骤包括：在所述塔站云台需要转动的角度周围构建一个二维网络，检测获得塔站云台转动到每个网络线交叉点时对应的网格信号质量值；将所述网格信号质量值进行滤波插值处理，获得所述网格信号质量值中的最大值；计算塔站云台转动到所述最大值对应的网络线交叉点时的角度与所述塔站云台需要转动的角度之间的偏差值；判断所述偏差值是否在预设可允许范围之内；当所述偏差值在预设可允许范围之内时，获得天线强覆盖区指向无人机精确对准的校准结果。5.一种无人机通信质量控制装置，应用于远程控制端，其特征在于，包括：第一判断单元，用于判断与塔站云台控制端之间的移动通信网络连接状态是否正常；参数设置单元，用于当与塔站云台控制端之间的移动通信网络连接状态正常时，设置塔站云台控制端的网络配置参数和初始位配置参数；GPS数据获取单元，用于利用移动通信网络从无人机机载端获取无人机的GPS数据，从塔站云台控制端获取塔站云台的GPS数据；角度解算单元，用于根据所述无人机的GPS数据和塔站云台的GPS数...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨猛，虞华，黄紫橙，杨宏文，李启娟，
申请(专利权)人：天宇经纬北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11