一种无人机飞行监控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种无人机飞行监控系统，属于无人机监控技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种无人机飞行监控系统


[0001]本专利技术属于无人机监控
，更具体地，涉及一种无人机飞行监控系统
。

技术介绍

[0002]我国通用航空事业不断发展，无人机具有综合成本低
、
效费比高，使用机动灵活等特点，过去十年，各种类型的无人机在军民两用方面得到了广泛的应用
。
然而伴随着民用无人机的快速发展，飞行安全等问题越来越凸显出来
。
[0003]目前针对无人机飞行监视的手段，一般采用
GPS
或北斗等卫星定位系统进行跟踪定位，获得位置与航迹信息后，通常采用
4G
等基站将定位信号传输至后台管理系统，目前基站还存在偏远地区并未覆盖的现象，故而会造成偏远地区执行飞行任务的无人机难做到实时定位和监视，若改用北斗短报文的方式可以解决上述问题，但其成本高，通讯设备复杂，很难部署安装到无人机上
。
[0004]专利文献
CN202210123261.7
中，介绍了一种基于
GPS
的无人机定位方法，但是在复杂的城市环境中或是在存在遮挡的情况下，该方法无法正常解决定位的问题；
[0005]专利文献
CN201810138017.1
中，介绍了一种融合
GNSS
和
UWB
技术的定位方法，采用伪基站无人机通过
UWB
测距的方式为目标提供定位参考坐标，但该方法在定位前需要提前划定区域放飞伪基站无人机，才能实现对无人机的实行
UWB
定位，考虑到对无人机飞行监视是一个长期不间断过程，且不能预先获知在那块固定区域进行监控，所以放飞伪基站无人机的方式并不适合在不限定监控范围不限定监控时间的环境下使用；
[0006]同时，以上的现有技术只是在有限的的条件下解决了无人机定位问题，并没有解决无人机监管的技术问题
。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种无人机飞行监控系统，其目的在于解决现有无人机定位技术存在限制较多，且没有实现无人机监管的技术问题
。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了一种无人机飞行监控系统，所述系统包括：
[0009]所述系统包括无人机载定位终端
、
地面通讯节点以及地面通讯网关；
[0010]所述无人机载定位终端安装在无人机上，用于测量无人机的飞行数据；并通过
UWB
技术和地面通讯节点通讯，测量与地面通讯节点之间的距离，获取地面通讯节点的固定位置；并根据三个以上地面通讯节点的固定位置和所述地面通讯节点与无人机之间的距离解算出无人机的位置；
[0011]所述地面通讯节点用于获取无人机的位置并传输至地面通讯网关；
[0012]所述地面通讯网关用于将无人机的位置发送至航空管制部门
。
[0013]优选的，当前时刻：
[0014]若所述无人机载定位终端只能和三个地面通讯节点进行
UWB
通信，则根据所述三个地面通讯节点的固定位置和所述地面通讯节点与无人机之间的距离，解算出无人机位于
三个相交球形的两个交点上，再结合无人机的高度或无人机前一时刻的位置，推导出无人机当前时刻的位置；
[0015]若所述无人机载定位终端只能和两个地面通讯节点进行
UWB
通信，则根据所述两个地面通讯节点的固定位置和所述两个地面通讯节点与无人机之间的距离，推导出无人机位于两个相交球形的相交圆周上，再结合无人机的高度，推导出无人机位于所述圆周和高度平面相交的两个点上；进一步结合无人机前一时刻位置的位置，推导出无人机当前时刻的位置；
[0016]若所述无人机载定位终端只能和一个地面通讯节点进行
UWB
通信，则根据所述地面通讯节点的固定位置和所述地面通讯节点与无人机之间的距离，推算出无人机位于以所述地面通讯节点为球心的球形上，再结合无人机的高度，推导出无人机位于所述球形和高度平面相交的圆周上，进一步结合无人机前一时刻位置的位置和飞行方向，推导出无人机当前时刻的位置；
[0017]若所述无人机载定位终端无法和地面通讯节点进行
UWB
通信，则根据无人机前一时刻位置和无人机的飞行数据推导出无人机当前时刻的位置
。
[0018]优选的，所述无人机飞行数据包括无人机高度
、
机头朝向
、
飞行方向
、
俯仰角
、
滚转角
、
偏航角
、
速度以及速度方向
。
[0019]优选的，所述地面通讯节点通过卫星定位信号获取地面通讯节点的固定位置
。
[0020]优选的，所述地面通讯节点和所述地面通讯网关通过
UWB
技术进行无线自组网
。
[0021]优选的，所述地面通讯网关通过移动网络将无人机位置发送至航空管制部门
。
[0022]优选的，所述无人机载定位终端包括飞行数据采集单元
、
无人机通讯定位单元以及机载控制单元；
[0023]所述飞行数据采集单元包括陀螺仪
、
加速度计
、
地磁传感器和高度计；
[0024]所述无人机通讯定位单元用于通过
UWB
技术和地面通讯节点通讯，获取地面通讯节点的位置
、
计算和地面通讯节点之间的距离，推算无人机的位置；
[0025]所述机载控制单元用于实现无人机的飞行控制，以及实现对飞行数据采集单元和无人机通讯定位单元的控制
。
[0026]优选的，所述地面通讯节点包括节点通讯定位单元
、
节点无线组网单元
、
节点控制单元以及卫星定位单元；
[0027]所述节点通讯定位单元用于通过
UWB
技术和无人机载定位终端通讯，将自己的位置发送给无人机载定位终端通讯；
[0028]所述卫星定位单元用于获取卫星定位信号，解算地面通讯节点的固定位置；
[0029]所述节点无线组网单元用于通过
UWB
技术和地面通讯网关进行无线组网；
[0030]所述节点控制单元用于管理节点通讯定位单元
、
节点无线组网单元以及
GPS
单元
。
[0031]优选的，其特征在于，所述地面通讯网关包括网关无线组网单元
、
网关控制单元以及远端通讯单元；
[0032]所述远端通讯单元用于通过移动网络将无人机位置发送至航空管制部门；
[0033]所述网关无线组网单元用于通过
UWB
技术和地面通讯节点进行无线组网；
[0034]所述网关控制单元用于管理远端通讯单元和网关无线组网单元
。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种无人机飞行监控系统，其特征在于，所述系统包括无人机载定位终端
、
地面通讯节点以及地面通讯网关；所述无人机载定位终端安装在无人机上，用于测量无人机的飞行数据；并通过
UWB
技术和地面通讯节点通讯，测量与地面通讯节点之间的距离，获取地面通讯节点的固定位置；并根据三个以上地面通讯节点的固定位置和所述地面通讯节点与无人机之间的距离解算出无人机的位置；所述地面通讯节点用于获取无人机的位置并传输至地面通讯网关；所述地面通讯网关用于将无人机的位置发送至航空管制部门
。2.
根据权利要求1所述的系统，其特征在于，当前时刻：若所述无人机载定位终端只能和三个地面通讯节点进行
UWB
通信，则根据所述三个地面通讯节点的固定位置和所述地面通讯节点与无人机之间的距离，解算出无人机位于三个相交球形的两个交点上，再结合无人机的高度或无人机前一时刻的位置，推导出无人机当前时刻的位置；若所述无人机载定位终端只能和两个地面通讯节点进行
UWB
通信，则根据所述两个地面通讯节点的固定位置和所述两个地面通讯节点与无人机之间的距离，推导出无人机位于两个相交球形的相交圆周上，再结合无人机的高度，推导出无人机位于所述圆周和高度平面相交的两个点上；进一步结合无人机前一时刻位置的位置，推导出无人机当前时刻的位置；若所述无人机载定位终端只能和一个地面通讯节点进行
UWB
通信，则根据所述地面通讯节点的固定位置和所述地面通讯节点与无人机之间的距离，推算出无人机位于以所述地面通讯节点为球心的球形上，再结合无人机的高度，推导出无人机位于所述球形和高度平面相交的圆周上，进一步结合无人机前一时刻位置的位置和飞行方向，推导出无人机当前时刻的位置；若所述无人机载定位终端无法和地面通讯节点进行
UWB
通信，则根据无人机前一时刻位置和无人机的飞行数据推导出无人机当前时刻的位置
。3.
根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述无人机飞行数据包括无人机高度
、
机头朝向
、
飞行方向
、
俯仰角
、
滚转角
、
偏航角
、
速度以及速度方向
。4.
根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述地面通讯节点通过卫星定位信号获取地面通讯节点的固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯涛，何志峰，周逸凡，陈龙，陈鲲，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七，
类型：发明
国别省市：