用于操作飞行器的方法和系统技术方案

一种用于操作用于运载器的通信系统的设备和方法，包括被构造为输出与波束跟踪强度相关的信号的定向通信接收器、被构造为接收波束跟踪强度并基于该波束跟踪强度提供航向观测值的惯性参考模块。至少一个指示符，该指示符与惯性参考模块可通信地联接以提供与运载器的航向相关的指示。的航向相关的指示。的航向相关的指示。

【技术实现步骤摘要】
用于操作飞行器的方法和系统


[0001]本公开一般涉及用于操作运载器的通信系统和方法，更具体地，涉及用于确定与波束跟踪强度相关的卫星信号强度的系统。

技术介绍

[0002]飞行器利用卫星惯性导航系统来确定在飞行期间使用的信息。术语“卫星”的使用不仅意味着包括所有种类的绕地球卫星，而且还包括其他形式的平台，这些平台可以合作用于确定携带惯性导航系统的平台的位置和姿态。
[0003]全球定位系统(GPS)是地球轨道卫星导航系统的当前示例，由24颗全球分布的同步原子钟卫星组成。知道卫星的位置、速度和时钟误差的用户可以根据测量的伪距和增量范围计算自己的位置、速度和时钟误差。在平台上使用三个空间分布的天线允许仅利用GPS信号准确确定俯仰、翻滚和航向。但是，如果平台是高度机动的飞行器，则有必要将平台GPS设备与惯性导航单元集成在一起。GPS会补偿惯性导航系统的漂移，并且当平台操纵或其他事件导致GPS暂时无法操作时，惯性导航系统(INS)会继续操作，直到GPS再次变得可操作为止。

技术实现思路

[0004]在一个方面，本公开涉及一种操作飞行器的方法，该方法包括使所述飞行器沿航向飞行，在所述飞行器上的天线处从信号源接收定向信号，以限定接收信号；确定所述接收信号的信号强度；基于所述信号强度限定第一航向观测值；并基于所述第一航向观测值，指示航向变化或品质因数中的至少一个。
[0005]在另一方面，本公开涉及一种用于车辆的通信系统，包括定向通信接收器，所述定向通信接收器被构造为输出与波束跟踪强度相关的信号；惯性参考模块，所述惯性参考模块被构造为接收所述波束跟踪强度，并基于所述波束跟踪强度提供航向观测值，所述惯性参考模块被构造为至少基于所述航向观测值来确定指示所述运载器的航向的质量的航向变化，并提供与所述航向变化相关的输出，所述惯性参考模块被构造为在无线电导航辅助设备被拒绝的环境中提供与所述航向变化相关的航向观测值和输出；和至少一个指示符，所述至少一个指示符与所述惯性参考模块可通信地联接，基于所述航向变化提供与所述运载器的所述航向的有效性相关的指示。
附图说明
[0006]在附图中：
[0007]图1是根据本文描述的方面的具有多个飞行器系统的飞行器的示意图。
[0008]图2是可与飞行器一起使用的来自图1的飞行器系统中的至少一个的框图。
[0009]图3是根据本文开的一方面的操作飞行器的方法的流程图。
[0010]图4是根据本公开的另一方面的操作飞行器的另一种方法的流程图。
[0011]图5是根据本公开的另一方面的操作飞行器的又一方法的流程图。
具体实施方式
[0012]本公开的各方面涉及卫星通信(SATCOM)系统，该系统监视信号跟踪强度以确定它们是从太空中的适当卫星接收或广播到适当卫星。作为非限制性示例，该确定有助于包括飞行器飞行在内的操作准确性。
[0013]航向观测值传统上是从无线电导航辅助设备(例如全球定位系统(GPS)接收器或全球导航卫星系统(GNSS)接收器)获得的。这些要求系统可以接收这些外部无线电信号。传统的无线电导航辅助装置(例如GPS)很容易被干扰。在拒绝GPS的环境中的无线电干扰或操作会阻止惯性系统获得航向观测值。没有外部观察，惯性系统将漂移，指向解决方案或准确确定车辆航向并提供方向系统参考的能力将降低。SATCOM信号的跟踪强度不依赖于传统的陆基无线电信号或可能被干扰的微弱GPS卫星信号。
[0014]SATCOM连接本身不受GPS干扰。如果由于缺乏GPS航向观测值而使运载器的惯性指向解决方案降级，那么由于惯性传感器的漂移，运载器可能无法保持准确的航向。本公开的各方面提供了独立于GPS的航向观测值，以校正惯性漂移或提供漂移量的指示，并将指向解决方案维持更长的时间。
[0015]可以理解，信号强度随着天线指向解决方案的漂移转降。惯性参考单元可以负责提供这种天线指向解决方案，该解决方案可以是航向、俯仰、翻滚、速率、位置和定时数据的组合。将信号跟踪强度反馈回惯性参考单元可以使其形成航向观测值。该航向观测值指示惯性参考单元提供的航向解决方案的质量。该航向观测值可用于多状态卡尔曼滤波器中，以校正惯性传感器的漂移并在更长的时间内保持有效航向。
[0016]因此，将理解的是，图1中所示的飞行器10是可以提供用于实现本文描述的通信和惯性导航系统(INS)功能的环境。更具体地，对于该实施方式，该功能性将在飞行器10上实施。飞行器10可包括一个或多个联接至机身14的推进发动机12。驾驶舱16可定位在机身14中并且机翼组件18可从机身14向外延伸。此外，能够使飞行器10正常操作的一组飞行器系统20可以包括一个或多个控制器、计算机或控制器模块22、具有通信链路24的通信系统以及天线26。天线26可以定位成接收定向信号，具体地，作为非限制性示例，接收与SATCOM系统相关联的信号。
[0017]应当理解，“一组”可以包括任何数量的飞行器系统，包括仅一个飞行器系统。尽管已经示出了商用飞行器，但是可以预期，本公开的方面可以用于任何类型的飞行器中，例如但不限于固定翼、旋转翼、火箭、个人飞行器，无人飞行系统(UAS)和军用飞行器。
[0018]另外，如本文中所使用的，“控制器”或“控制器模块”可包括被构造或适配为可操作组件提供指令、控制、操作或任何形式的通信以影响其操作的部件。控制器模块可以包括任何已知的处理器、微控制器或逻辑设备，包括但不限于：现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、全权限数字引擎控制(FADEC)、比例控制器(P)、比例积分控制器(PI)、比例微分控制器(PD)、比例积分微分控制器(PID控制器)、硬件加速逻辑控制器(例如，用于编码、解码、代码转换等)，类似内容或其组合。控制器模块的非限制性示例可以被构造或适配为运行，操作或以其他方式执行程序代码以实现操作或功能结果，包括执行各种方法、功能、处理任务、计算、比较、感测或测量值等，以实现或实现本文所述的技术操作或操作。操
作或功能结果可以基于一个或多个输入、存储的数据值、感测或测量值，正确或错误的指示等。尽管描述了“程序代码”，但是可操作或可执行指令集的非限制性示例可以包括例程、程序、对象，部件、数据结构、算法等，其具有执行特定任务或实现特定抽象数据类型的技术效果。在另一个非限制性示例中，控制器模块还可以包括可由处理器访问的数据存储部件，包括存储器，无论是瞬态、易失性还是非瞬态或非易失性存储器。存储器的其他非限制性示例可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存或一种或多种不同类型的便携式电子存储器，例如光盘、DVD、CD
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ROM、闪存驱动器、通用串行总线(USB)驱动器等，或这些类型的内存的任何合适组合。在一个示例中，程序代码可以以处理器可访问的机器可读格式存储在存储器中。另外，如本文所述，存储器可以存储各种数据、数据类型、感测或测量的数据值、输入、生成的或处理的数据等，这些数据可由处理器在提供指令、控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种操作飞行器的方法，其特征在于，包括：使所述飞行器沿航向飞行；在所述飞行器上的天线处从信号源接收定向信号，以限定接收信号；确定所述接收信号的信号强度；基于所述信号强度限定第一航向观测值；和基于所述第一航向观测值，指示航向变化或品质因数中的至少一个。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括基于至少所述第一航向观测值来确定指示所述航向的质量的所述航向变化。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，进一步包括从GNSS接收器或GPS接收器接收位置、速度或定时信息中的至少一个。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，进一步包括基于位置、速度或定时信息中的所述至少一个来确定所述第二航向观测值或所述飞行器的位置，并且其中确定航向变化进一步基于所述第二航向观测值。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，进一步包括接收惯性传感器信息，并且其中确定所述航向变化进一步基于所述惯性传感器信息。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述飞行器飞行时的航向漂移限于惯性系统漂移。7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述飞行器的航向漂...

【专利技术属性】
技术研发人员：马修，
申请(专利权)人：通用电气航空系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：