基于北斗卫星的无人机监控方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及无人机通信技术领域，具体而言，涉及基于北斗卫星的无人机监控方法及系统。该监控方法，包括：获取无人机的定位信息和姿态信息；按照北斗短报文协议的标准，根据定位信息和姿态信息，生成北斗短报文；利用北斗短报文通讯技术，将北斗短报文通过北斗卫星的转发传输至地面接收设备；地面接收设备解析北斗短报文中的定位信息和姿态信息，并根据解析获取的定位信息和姿态信息进行无人机监控。本发明专利技术提供的基于北斗卫星的无人机监控方法及系统，北斗卫星通信系统覆盖范围约为东经70度-140度，北纬5度-北纬55度，提升了信号的覆盖面，改善了对无人机的监控受距离限制的问题，提升了对无人机监控的有效性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及无人机通信
，具体而言，涉及基于北斗卫星的无人机监控方法及系统。该监控方法，包括：获取无人机的定位信息和姿态信息；按照北斗短报文协议的标准，根据定位信息和姿态信息，生成北斗短报文；利用北斗短报文通讯技术，将北斗短报文通过北斗卫星的转发传输至地面接收设备；地面接收设备解析北斗短报文中的定位信息和姿态信息，并根据解析获取的定位信息和姿态信息进行无人机监控。本专利技术提供的基于北斗卫星的无人机监控方法及系统，北斗卫星通信系统覆盖范围约为东经70度-140度，北纬5度-北纬55度，提升了信号的覆盖面，改善了对无人机的监控受距离限制的问题，提升了对无人机监控的有效性。【专利说明】基于北斗卫星的无人机监控方法及系统
本专利技术涉及无人机通信
，具体而言，涉及基于北斗卫星的无人机监控方法及系统。
技术介绍
无人机(Unmanned Aerial Vehicle,缩写为UAV)是一种用无线电遥控或以自身程序控制飞行的不载人飞行器。无人机在飞行过程中，需要对无人机的运行状态进行监控。相关技术中，多通过无人机测控系统对无人机的运行状态进行监控。无人机测控系统对无人机运行状态的监控主要包括:获取无人机的位置信息和姿态信息；将获取的所述位置信息和姿态信息传输给地面监控终端；进一步地，地面监控终端向无人机发出控制指令。一般地，无人机与地面监控终端之间通过无线电通信。但，因为无线电天线的发射功率有限，限制了无人机与地面监控终端的通信距离，若无人机与地面监控终端之间的距离超出了有效通信距离，则无法对无人机进行监控。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供基于北斗卫星的无人机监控方法及系统，以解决上述的问题。在本专利技术的实施例中提供了一种基于北斗卫星的无人机监控方法，包括:获取无人机的定位信息和姿态信息；按照北斗短报文协议的标准，根据所述定位信息和所述姿态信息，生成北斗短报文；利用北斗短报文通讯技术，将所述北斗短报文通过北斗卫星的转发传输至地面接收设备；所述地面接收设备解析所述北斗短报文中的定位信息和姿态信息，并根据解析获取的所述定位信息和姿态信息进行无人机监控。一种基于北斗卫星的无人机监控系统，包括:无人机和地面接收设备；所述无人机中设置有信息获取模块，所述信息获取模块用于获取无人机的定位信息和姿态信息；所述无人机上设置有北斗通信模块，所述北斗通信模块用于按照北斗短报文协议的标准，根据所述定位信息和所述姿态信息，生成北斗短报文；所述北斗通信模块还用于利用北斗短报文通讯技术，将所述北斗短报文通过北斗卫星的转发传输至所述地面接收设备；所述地面接收设备，用于解析所述北斗短报文中的定位信息和姿态信息，并根据解析获取的所述定位信息和姿态信息进行无人机监控。本专利技术上述实施例的基于北斗卫星的无人机监控方法及系统，利用北斗卫星传输无人机的定位信息和姿态信息，地面接收设备通过解析北斗短报文获取无人机的定位信息和姿态信息，并根据解析获取的定位信息和姿态信息实现对无人机的监控。与相关技术中利用无线电传输无人机的定位信息和姿态信息相比，北斗卫星通信系统覆盖范围约为东经70度-140度，北纬5度-北纬55度，提升了信号的覆盖面，改善了对无人机的监控受距离限制的问题，提升了对无人机监控的有效性。【专利附图】【附图说明】图1示出了本专利技术实施例的基于北斗卫星的无人机监控方法的流程图；图2示出了本专利技术实施例的基于北斗卫星的无人机监控系统的结构图。【具体实施方式】下面通过具体的实施例子并结合附图对本专利技术做进一步的详细描述。本专利技术实施例提供一种基于北斗卫星的无人机监控方法，如图1所示，主要处理步骤包括:步骤Sll:获取无人机的定位信息和姿态信息；步骤S12:按照北斗短报文协议的标准，根据定位信息和姿态信息，生成北斗短报文；步骤S13:利用北斗短报文通讯技术，将北斗短报文通过北斗卫星的转发传输至地面接收设备；步骤S14:地面接收设备解析北斗短报文中的定位信息和姿态信息，并根据解析获取的定位信息和姿态信息进行无人机监控。本专利技术实施例的基于北斗卫星的无人机监控方法，利用北斗卫星传输无人机的定位信息和姿态信息，地面接收设备通过解析北斗短报文获取无人机的定位信息和姿态信息，并根据解析获取的定位信息和姿态信息实现对无人机的监控。与相关技术中利用无线电传输无人机的定位信息和姿态信息相比，北斗卫星通信系统覆盖范围约为东经70度-140度，北纬5度-北纬55度，能够保证在我国的任何地区都能够接收到北斗卫星信号，提升了信号的覆盖面，改善了对无人机的监控受距离限制的问题，提升了对无人机监控的有效性。进一步，相关技术中采用无线电传输无人机定位信息和姿态信息的过程中，除受传输距离的影响外，还受地形和建筑物影响，使得存在无人机监控盲区，而本专利技术中通过北斗通信卫星系统传输无人机定位信息和姿态信息，不受地形和建筑物影响，避免无人机监控盲区的存在。本专利技术实施例中，在根据解析获取的定位信息和姿态信息进行无人机监控的过程中，还包括:根据解析获取的定位信息和姿态信息生成无人机控制指令；将无人机控制指令通过北斗卫星的转发传输至对应的无人机；无人机响应接收到的控制指令。如此能够实现地面接收设备对无人机的远程控制。本专利技术实施例中，通过北斗卫星定位装置获取定位信息。通过惯性测量单元(MU)获取姿态信息。相关技术中，一般采用GPS采集定位信息，GPS定位系统对外界条件依赖性强，当GPS信号被干扰或被强制关闭或遥测信息误码率较高时，GPS定位装置无法对无人进行定位，而且GPS定位系统只提供定位授时服务，不开放数据传输功能，无法实现定位信息的远程双向传输，达不到无人机飞行任务的实时监管。本专利技术实施例中，通过北斗卫星定位装置获取无人机的定位信息，具体地，通过北斗卫星定位装置设定北斗短报文的通信频率(I秒-60秒范围内频度可定制)、服务优先级以及是否保密等工作参数。本专利技术实施例中的北斗卫星定位装置能够接收不同频率的定位信息，例如2492MHz的定位信息或1561MHz的定位信息。本专利技术实施例中，在设置北斗卫星定位装置外，同时还可以设置GPS定位装置，则GPS定位装置可以接收1575MHz的定位信息。本专利技术实施例中，为了提高数据传输的速率，在获取无人机的定位信息和姿态信息后，按照北斗短报文协议的标准，根据定位信息和姿态信息，生成北斗短报文之前，还包括:利用状态参数简化的方法对定位信息及姿态信息进行数据压缩。具体地，利用状态参数简化的方法对定位信息及姿态信息进行数据压缩，包括:定位信息包括:经度数据、纬度数据及高度数据；姿态信息包括:飞行速率数据、方位角数据及信息采集时间；建立无人机运动数学模型，在无人机运动数学模型中，构建无人机运动目标的状态矢量:S= ；其中，t_信息采集时间，j-经度数据，W-纬度数据，h-高度数据，V-飞行速率数据，C-方位角数据；利用信息采集时间、经度数据、纬度数据及高度数据组合表示飞行速率数据及方位角数据，从而使状态矢量中的6个参数简化为4个参数，实现对定位信息及姿态信息的数据压缩。利用信息采集时间、经度数据、纬度数据及高度数据组合表示飞行速率数据及方位角数据，包括:在无人机运动数学模型中，将地球作为半径为R的球体，且按预设规则设定有天向方向、北向方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于北斗卫星的无人机监控方法，其特征在于，包括：获取无人机的定位信息和姿态信息；按照北斗短报文协议的标准，根据所述定位信息和所述姿态信息，生成北斗短报文；利用北斗短报文通讯技术，将所述北斗短报文通过北斗卫星的转发传输至地面接收设备；所述地面接收设备解析所述北斗短报文中的定位信息和姿态信息，并根据解析获取的所述定位信息和姿态信息进行无人机监控。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李英成，刘洪岐，薛艳丽，丁晓波，胡特彧，
申请(专利权)人：中测新图北京遥感技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：