一种用于无人驾驶直升机的天线跟踪装置的操作方法制造方法及图纸

一种用于无人驾驶直升机的天线跟踪装置的操作方法，其特征是：系统加电后，程序将自动运行，此时，是用键盘的上、下、左、右键控制天线转台指向正北方向和水平方向，此时系统完成基准点的读取工作，然后根据飞机的实际情况可以选择工作的模式，　　　　（１）数字引导跟踪模式，系统从地面站中读取方位角和俯仰角，测控天线现在所指向的位置可以由两个轴向的反馈传感器通过控制接口给控制计算机，程序将现在的位置与要指向的位置进行比较，得到一个误差值，控制计算机将这个误差值转换成为步进脉冲的个数，通过控制接口给伺服设备，从而使天线正确的指向飞机，只要实时遥测处于正常状态，系统将处于此模式状态；　　　　（２）航程推算或幅度跟踪模式，一旦系统中的实时遥测信号失效，即实时遥测处于无效状态时，系统将根据上次飞机的航向、速度信息估算现在飞机的位置，当处于此状态时，系统仍可以在短时间内跟踪飞机，直至实时遥测信号恢复正常，这种模式的存在提高了系统跟踪的连续性；　　　　（３）手动控制跟踪模式，当用手动控制信号时，系统将判断上、下、左、右的控制，使伺服设备按人工的控制方向旋转，这种状态用于人工对系统进行调整和基准点的输入。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种无线信号跟踪的操作方法，特别是涉及。
技术介绍
在遥控遥测系统中，考虑到由于全向天线存在增益低、干扰大、多径效应等问题，因此设计中使用具有方向性增益的天线。天线跟踪系统就是为使天线实时准确地指向飞机，以获得最大的天线增益。在无人机的天线跟踪系统中，最常用的是圆锥扫描体制的跟踪天线，它是从机载射频信号检测出现在指向的误差来纠正天线指向，其精度是很高的，使用的距离也可以达到200km，但造价很高、设备较复杂，同时隐蔽性不好。考虑到本系统使用的一些特殊性，提出了使用以数字引导的跟踪方式为主的天线跟踪系统，同时辅助以航程推算或幅度跟踪模式和手动跟踪模式，在系统中根据直升机飞行的特点进行针对性的处理，并可以根据不同的状态对模式进行自动切换，保证其跟踪精度，这一方案不需要机载信标，从而降低了机载设备的重量和提高了飞机的隐蔽性。天线跟踪系统是无人驾驶直升机遥控遥测系统的重要组成部分，保证天线跟踪系统的正确跟踪指向是遥控遥测系统可靠工作的关键技术问题，相对于圆锥扫描跟踪体制的系统，本系统设备简洁、高效、可靠、成本低，同时又能够满足系统的性能要求，适应车载移动地面站安装使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供。本专利技术的，其中系统加电后，程序将自动运行，此时，是用键盘的上、下、左、右键控制天线转台指向正北方向和水平方向，此时系统完成基准点的读取工作，然后根据飞机的实际情况可以选择工作的模式；(1)数字引导跟踪模式，系统从地面站中读取方位角和俯仰角。天线现在所指向的的位置可以由两个轴向的反馈传感器，通过控制接口给控制计算机，程序将现在的位置与要指向的位置进行比较，得到一个误差值。控制计算机将这个误差值转换成为步进脉冲的个数，通过控制接口给伺服设备，从而使天线正确的指向飞机。只要实时遥测处于正常状态，系统将处于此模式状态；(2)航程推算或幅度跟踪模式，一旦系统中的实时遥测信号失效，即实时遥测处于无效状态时，系统将根据上次飞机的航向、速度信息估算现飞机的位置。当处于此状态时，系统仍可以在短时间内跟踪飞机，直至实时遥测信号恢复正常。这种模式的存在提高了系统跟踪的连续性；(3)手动控制跟踪模式，当有手动控制信号时，系统将判断上、下、左、右的控制，使伺服设备按人工的控制方向旋转。这种状态用于人工对系统进行调整和基准点的输入；当飞机距离地面站的距离大于200米时，按键盘上的F1启动自动数字引导跟踪模式，此时天线系统将自动对准飞机，如果实时遥测数据出现异常状态，系统将自动切换到航程推算或幅度跟踪模式，仍然保证天线能够正确的指向飞机；当飞机距离离地面站小于200米时，如果天线跟踪系统摆动，或者实时遥测数据出现严重故障，使得航程推算或幅度跟踪模式以及数字引导跟踪模式失效时，按键盘上的F2启动手动跟踪模式，此时，利用摄像头跟踪飞机，保证天线正确的指向飞机；在切换到手动跟踪模式时，按下键盘上的F3使测控天线指向正北方向位置，按下键盘上的F4使测控天线指向水平位置，按下键盘上的F5使测控天线同时指向正北方向和水平位置；在系统操作的任意时刻，都可以使用键盘上的数字键1、2、3进行选择，选择合适的滤波系统以处理飞机的实时遥测数据，选择数字键1表示飞机尚未起飞或者处于悬停状态，选择数字键2表示飞机处于直线飞行状态，选择数字键3表示飞机处于盘旋状态，选择正确的滤波模式，将更加有利于提高天线跟踪系统的性能。天线跟踪系统的主要作用是在无人驾驶直升机飞行过程中，以一定的精度连续跟踪目标，使目标始终处于主波束的中心线附近，从而以最大的接收增益和发射增益可靠地连续接收遥测信号、发送遥控信号。在本专利技术中，天线跟踪系统使地面天线伺服系统结构简化，大大降低了遥测地面站的复杂程度，同时成功地解决了无人驾驶直升机的过顶跟踪以及近距离跟踪的问题，从而能够实现集无人驾驶直升机操纵控制平台、天线伺服系统、遥测数据监测平台为一体的多功能车载移动地面站。附图说明下面将通过附图及实施例对本专利技术作进一步的详细描述。图1是天线跟踪装置的基本结构组成框图。图2是本专利技术的天线跟踪模式切换示意图。图3是方位角度误差与飞机的距离关系曲线图。图4是俯仰角度误差与飞机距离的关系曲线图。图5是显示在控制计算机显示器上的切换示意图。具体实施例方式本专利技术的天线跟踪装置的操作方法是基于天线跟踪装置的分案，原案申请号是01130241.0，申请日是2001.12.29，专利技术名称是一种用于无人驾驶直升机的天线跟踪装置。在本专利技术的操作控制中，天线跟踪装置系统加电后，程序将自动运行，此时，是用键盘的上、下、左、右键控制天线转台指向正北方向和水平方向，此时系统完成基准点的读取工作，然后根据飞机的实际情况可以选择工作的模式，有三种模式可供选择(1)数字引导跟踪模式，系统从地面站中读取方位角和俯仰角。天线现在所指向的的位置可以由两个轴向的反馈传感器，通过控制接口给控制计算机，程序将现在的位置与要指向的位置进行比较，得到一个误差值。控制计算机将这个误差值转换成为步进脉冲的个数，通过控制接口给伺服设备，从而使天线正确的指向飞机。只要实时遥测处于正常状态，系统将处于此模式状态；(2)航程推算或幅度跟踪模式，一旦系统中的实时遥测信号失效，即实时遥测处于无效状态时，系统将根据上次飞机的航向、速度信息估算现飞机的位置。当处于此状态时，系统仍可以在短时间内跟踪飞机，直至实时遥测信号恢复正常。这种模式的存在提高了系统跟踪的连续性；(3)手动控制跟踪模式，当有手动控制信号时，系统将判断上、下、左、右的控制，使伺服设备按人工的控制方向旋转。这种状态用于人工对系统进行调整和基准点的输入；当飞机距离地面站的距离大于200米时，按键盘上的F1启动自动数字引导跟踪模式，此时天线系统将自动对准飞机，如果实时遥测数据出现异常状态，系统将自动切换到航程推算或幅度跟踪模式，仍然保证天线能够正确的指向飞机；当飞机距离离地面站小于200米时，如果天线跟踪系统摆动，或者实时遥测数据出现严重故障，使得航程推算或幅度模式以及数字引导跟踪模式失效时，按键盘上的F2启动手动跟踪模式，此时，利用摄像头跟踪飞机，保证天线正确的指向飞机；在切换到手动跟踪模式时，按下键盘上的F3使测控天线指向正北方向位置，按下键盘上的F4使测控天线指向水平位置，按下键盘上的F5使测控天线同时指向正北方向和水平位置；在系统操作的任意时刻，都可以使用键盘上的数字键1、2、3进行选择，选择合适的滤波系统以处理飞机的实时遥测数据，选择数字键1表示飞机尚未起飞或者处于悬停状态，选择数字键2表示飞机处于直线飞行状态，选择数字键3表示飞机处于盘旋状态，选择正确的滤波模式，将更加有利于提高天线跟踪系统的性能。在实施中，以数字引导为主要跟踪方式的天线跟踪系统，主要的误差来源有实时目标的位置误差、机械系统误差。首先讨论实时目标的位置误差对方位角度造成的误差。方位角度误差不仅与目标的定位误差有关，还与飞机的距离相关，我们以GPS数据作为实时目标的测量数据为例，得到方位角度误差与飞机的距离关系如图3所示(假设GPS定位均方误差20米)。由图3可以看出，当飞机距离较近的时候，方位角度存在着较大的固有误差，例如飞机距离为200米时，存在方位角度的固有跟踪误差为5°，随着飞机的距离增加，方位角度的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓林，金石，张鸣瑞，马文智，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：