CN105278536A - 一种无人机姿态保持系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人机姿态保持系统，该系统包括地面收发控制平台，和与地面收发控制平台通信连接的飞行参数测量装置、风场测量装置和姿态保持装置。本发明的无人机姿态保持系统能够完成对风场检测，测算出风场的大小和位置，并根据风场和无人机的信息进行判断和报警，并能在地面站对无人机飞行实时掌控，而且无人机在风场中可以进行有效的姿态保持，实时监控无人机的飞行姿态，气囊缓冲装置结构合理，提高了无人机飞行和着陆的安全性。
Description
技术领域
本发明属于无人机控制技术领域，具体涉及一种无人机姿态保持系统。
背景技术
无人驾驶飞机简称“无人机”，与载人飞机相比，它具有体积小、价格低、使用方便、适用多种场合使用等特点，因此可以广泛地应用到航空遥感、气象研究、农业飞播等方面中，特别在靶机和军事中具有特别的优势，无人机凭借其良好的机动性和隐蔽性正在成为现代高科技战争中不可缺少的武器，已经被越来越多地装备到各国军队，通过无人机完成的军事侦察、执行作战任务也越来越多。
目前，现有的无人机空中作业时，面临着恶劣环境的风险，尤其没有对风场(随机风、风切变)的监测报警装置，且无人机自身抗风能力一般，没有很好的姿态保持功能，因此，无人机的使用很多时候被局限在特定的天气情况下，但是即使在特定的天气情况下也并不能保证无人在执行任务过程中不遇到风场，而且复杂天气情况下使用无人机有时候是避免不了的，这就使无人机可能有面对风场造成损坏的情况。
当前，现有的无人机的飞行姿态大多通过遥控或者自我调节实现，例如现有专利公开号为CN104793624A，一种无人机姿态传感遥控装置，该无人机控制简单，操作灵活，但无人机无法针对风场进行监测，进入风场无法实时调整，从而可能导致无人机失控或损坏。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对上述技术问题提供一种用于风场检测、报警，并能在风场中保持姿态稳定的无人机姿态保持系统。
本发明采取的技术方案是：
本发明提供了一种无人机姿态保持系统，该系统包括地面收发控制平台，和与地面收发控制平台通信连接的飞行参数测量装置、风场测量装置和姿态保持装置，其中，
飞行参数测量装置包括处理器、信号转换器、激光测距装置和GPS定位器，激光测距装置、GPS定位器和信号转换器分别和处理器相连，激光测距装置和GPS定位器分别用于测量无人机高度和位置并传输给处理器，信号转换器用于将处理器接收的无人机高度和位置数据传输至地面收发控制平台；
风场测量装置包括单片机、信号发送器、风标传感器、水平空速传感器、水平地速传感器、风场雷达测量器和风场解算模块，风标传感器、水平空速传感器、水平地速传感器和风场雷达测量器均与风场解算模块相连；风场解算模块和信号发送器均与单片机相连；风标传感器用于测量多点风向；水平空速传感器用于测量飞机的空速；水平地速传感器用于测量飞机的地速；风场雷达测量器用于测量风场的坐标；风场解算模块根据多点风向、空速、地速和风场的坐标解算出风场的位置、大小和覆盖面积并传输至单片机，单片机通过信号发送器将风场的位置、大小和覆盖面积发送到地面收发控制平台；
姿态保持装置包括自驾仪控制器、信号分配器、重心调节模块和滚转改平模块，重心调整模块和滚转改平模块与信号分配器相连，信号分配器与自驾仪控制器相连；信号分配器用于实现自动驾驶仪发送控制信号的中转和再分配；重心调节模块包括可移动配重物件和重心调整器；重心调整器通过信号分配器接收自驾仪控制器的控制信号，通过控制可移动配重物件的移动来实现调整无人机重心；滚转改平模块通过信号分配器接收自驾仪控制器的控制信号，通过调整无人机副翼来实现控制无人机滚转角；
地面收发控制平台包数据存储模块、电子地图模块、判断模块、接发模块和报警模块，接发模块用于接收信号转换器发送的无人机高度和位置及信号发送器发送的风场的位置、大小和覆盖面积，并存储至数据存储模块，同时电子地图模块可直接显示数据存储模块存储的相关数据，判断模块根据电子地图模块显示的相关数据来判断无人机是否进入风场，如果无人机进入风场，报警模块发出报警信号，接发模块将报警信号传输至自驾仪控制器。
进一步的，风场测量装置还包括温度传感器、湿度传感器和气压传感器。
风场测量装置还包括温度传感器、湿度传感器和气压传感器，通过温度传感器、湿度传感器和气压传感器来测量环境中的温度、湿度和气压的数据，一方面，通过这些可以用来校队风场解算模块解算出风场数据的准备性，另一方面测量出的温度、湿度和气压数据可以在电子地图中显示出来，用来给人们对无人机的飞行环境有个直观的判断，可以提高无人机的飞行安全性。
进一步的，飞行参数测量装置还包括震动幅度传感器，震动幅度传感器与处理器连接，震动幅度传感器用于检测无人机在飞行过程中震动参数并将震动参数传输至处理器。
通过设置震动幅度传感器，可用于检测无人机在飞行过程中震动参数并将震动参数传输至处理器，这样保证了无人机遇到恶劣环境或者气流干扰时，震动幅度传感器可进行感知并传输给处理器，然后处理器通过信号转换器将参数传输给地面收发控制平台，无人机相当于有了对环境的智能感知，可便于人们在地面对无人机飞行环境进行掌握。
进一步的，可移动配重物件为铁质材料，其下部设置有可相对于无人机机身轴线位置滑动的滑块。
进一步的，重心调整器包括电磁吸引力生成器和安装板，电磁吸引力生成器用于根据控制信号生成电磁吸引力吸引来控制可移动配重物件的移动，安装板设置在无人机内部机身轴线上，安装板上设有和滑块相配合的滑轨。
风场对无人机的干扰很强烈，在风场环境中，无人机晃动剧烈且受力比较杂乱，现有无人机很难通过简单的调节尾翼就实现无人机的俯仰平衡，可移动配重物件的设置，通过电磁吸引力生成器吸引可移动配重物件的移动来调节无人机的重心，相当于使用外力在最大程度上提升了无人机抗风能力，使无人机损坏和失稳的几率大大降低。
进一步的，姿态保持装置还包括与自驾仪控制器相连的紧急状着陆判断器和与信号分配器相连的气囊缓冲装置，紧急状着陆判断器用于判断姿态保持装置姿态保持是否失败，根据失败判断结果生成脱离信号并传输给自驾仪控制器；气囊缓冲装置，用于通过信号分配器接收自驾仪控制器的脱离信号，通过释放缓冲气囊实现紧急着陆。
进一步的，地面收发控制平台还包括第二报警模块，第二报警模块和接发模块相连用于接收脱离信号进行自动报警。
无人机的姿态保持装置可以保持无人机在风场中稳定飞行，但如果风场强度太大，为避免无人机损坏，姿态保持装置还设置了与自驾仪控制器相连的紧急状着陆判断器和与信号分配器相连的气囊缓冲装置，这样在姿态保持装置姿态保持失败时，可通过紧急状着陆判断器检测出来，并通过气囊缓冲装置的释放来保证无人机紧急降落后不会撞坏。而第二报警模块可以在地面收发控制平台进行报警，保证操作人员第一时间赶过去对无人机进行回收。
进一步的，气囊缓冲装置包含缓冲气囊和定向风兜，缓冲气囊由自充气式本体气囊和独立气囊组合装配而成，本体气囊为正三角形结构，独立气囊为三棱柱型且有相同的三个，每个独立气囊拥有各自独立气室，三个独立气囊通过三个延伸边相间相连地设置在本体气囊三个顶角处并和本体气囊构建成一个截顶锥型缓冲气囊结构。
进一步的，定向风兜有三个，三个定向风兜分别通过绳索和三个独立气囊的顶端相连，延伸边的高度和独立气囊的高度相同。
气囊缓冲装置的结构十分合理，独立气囊为三棱柱型且有相同的三个，每个独立气囊拥有各自独立气室，定向风兜有三个，三个定向风兜分别通过绳索和三个独立气囊的顶端相连，当无人机紧急释放气囊缓冲装置时，气囊缓冲装置中的本体气囊和三个独立气囊会自动充气，三个独立气囊设置本体气囊三个角，由于在三个定向风兜分别和三个独立气囊的顶角相连，三个独立气囊会同时展开，配合本体气囊和延伸边把无人机全面的包裹在内，且三角形具有稳定性，整体结构不容易改变，可最大程度避免无人机与地面碰撞，而且气囊缓冲装置整体结构为正四面体，也可以避免气囊缓冲装置和无人机在着陆后翻转。
进一步的，一种无人机姿态保持系统的实现方法方法包括如下步骤：
(a)在地面建立地面收发控制平台，其中，地面收发控制平台包括数据存储模块、电子地图模块、判断模块、接发模块和报警模块；
(b)通过设置在无人机上的飞行参数测量装置测量无人机的数据，具体，通过激光测距装置和GPS定位器分别测量出无人机高度和位置并传输给处理器，然后通过信号转换器将处理器接收的无人机高度和位置数据传输至地面收发控制平台；
(c)通过设置在无人机上的风场测量装置测量风场的数据，具体，通过风标传感器测量多点风向，通过水平空速传感器测量飞机的飞行速度，通过水平地速传感器测量飞机相对于地面的速度，通过风场雷达测量器测量风场的坐标，然后风场解算模块根据多点风向、空速、地速和风场的坐标解算出风场的位置、大小和覆盖面积并传输至单片机，单片机通过信号发送器将风场的位置、大小和覆盖面积发送到地面收发控制平台；
(d)在地面收发控制平台上，通过接发模块接收信号转换器发送的无人机高度和位置及信号发送器发送的风场的位置、大小和覆盖面积，并存储至数据存储模块，同时电子地图模块可直接显示数据存储模块存储的相关数据，判断模块根据电子地图模块显示的相关数据来判断无人机是否进入风场，如果无人机进入风场，报警模块发出报警信号，接发模块将报警信号传输至自驾仪控制器；
(e)通过设置在无人机上的姿态保持装置保持无人机处在安全姿态，具体，通过自驾仪控制器接收接发模块的报警信号，然后通过信号分配器实现自动驾驶仪发送控制信号再分配给重心调整器和滚转改平模块，重心调整器通过控制可移动配重物件的移动来实现调整无人机重心；滚转改平模块通过调整无人机副翼来实现控制无人机滚转角，其中，其中，滚转调节模块的副翼调节量由下式计算得出：
δx＝Kγγ+Kwxwx+δx0
其中，δx0为记录时刻副翼调节量，δx为副翼调节量，Kγ滚转角调节系数，γ为滚转角，Kwx为滚转角速率调节系数，wx为滚转角速率。
采用上述技术方案，产生的技术效果有：本发明的无人机姿态保持系统能够完成对风场检测，测算出风场的大小和位置，并根据风场和无人机的信息进行判断和报警，并能在地面站对无人机飞行实时掌控，而且无人机在风场中可以进行有效的姿态保持，实时监控无人机的飞行姿态，气囊缓冲装置结构合理，提高了无人机飞行和着陆的安全性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。
图1是本发明实施例1无人机姿态保持系统的结构示意图；
图2是本发明实施例1的风场测量装置的结构框图；
图3是本发明实施例1的飞行参数测量装置的结构框图；
图4是本发明实施例1的地面收发控制平台的结构框图；
图5是本发明实施例1的姿态保持装置的结构框图；
图6是本发明实施例2飞行参数测量装置的结构示意图；
图7是本发明实施例3所述的重心调整模块的结构示意图；
图8是本发明实施例4所述的姿态保持装置的结构框图；
图9是本发明实施例5所述的气囊缓冲装置的结构示意图；
其中：1、地面收发控制平台，2、飞行参数测量装置，3、风场测量装置，4、姿态保持装置，11、数据存储模块，12、电子地图模块，13、判断模块，14、接发模块，15、报警模块，21、处理器，22、信号转换器，23、激光测距装置，24、GPS定位器，25、震动幅度传感器，31、单片机，32、信号发送器，33、风标传感器，自动驾驶仪，32、重心调节模块，33、滚转改平模块，34、水平空速测量模块，35、水平地速测量模块，36、风场雷达测量器，37、风场解算模块，41、自驾仪控制器，42、信号分配器，43、重心调节模块，44、滚转改平模块，45、紧急状着陆判断器，46、气囊缓冲装置，431、可移动配重物件，432、重心调整器，433、滑块，434、电磁吸引力生成器，435、安装板，436、滑轨，461、缓冲气囊，462、本体气囊，463、独立气囊，464、延伸边，465、定向风兜。
具体实施方式
实施例1
本发明提供一种无人机姿态保持系统，如图1至图5所示，一种无人机姿态保持系统，该系统包括地面收发控制平台1，和与地面收发控制平台1通信连接的飞行参数测量装置2、风场测量装置3和姿态保持装置4，其中，
飞行参数测量装置2包括处理器21、信号转换器22、激光测距装置23和GPS定位器24，激光测距装置23、GPS定位器24和信号转换器分别22和处理器21相连，激光测距装置23和GPS定位器24分别用于测量无人机高度和位置并传输给处理器21，信号转换器22用于将处理器21接收的无人机高度和位置数据传输至地面收发控制平台1；
风场测量装置3包括单片机31、信号发送器32、风标传感器33、水平空速传感器34、水平地速传感器35、风场雷达测量器36和风场解算模块37，风标传感器33、水平空速传感器34、水平地速传感器35和风场雷达测量器36均与风场解算模块37相连；风场解算模块37和信号发送器32均与单片机31相连；风标传感器33用于测量多点风向；水平空速传感器34用于测量飞机的空速；水平地速传感器35用于测量飞机的地速；风场雷达测量器36用于测量风场的坐标；风场解算模块37根据多点风向、空速、地速和风场的坐标解算出风场的位置、大小和覆盖面积并传输至单片机31，单片机31通过信号发送器32将风场的位置、大小和覆盖面积发送到地面收发控制平台1；
姿态保持装置4包括自驾仪控制器41、信号分配器42、重心调节模块43和滚转改平模块44，重心调整模块43和滚转改平模块44与信号分配器42相连，信号分配器42与自驾仪控制器41相连；信号分配器42用于实现自动驾驶仪41发送控制信号的中转和再分配；重心调节模块43包括可移动配重物件431和重心调整器432；重心调整器432通过信号分配器42接收自驾仪控制器41的控制信号，通过控制可移动配重物件431的移动来实现调整无人机重心；滚转改平模块44通过信号分配器42接收自驾仪控制器41的控制信号，通过调整无人机副翼来实现控制无人机滚转角；
地面收发控制平台1包数据存储模块11、电子地图模块12、判断模块13、接发模块14和报警模块15，接发模块14用于接收信号转换器22发送的无人机高度和位置及信号发送器32发送的风场的位置、大小和覆盖面积，并存储至数据存储模块11，同时电子地图模块12可直接显示数据存储模块11存储的相关数据，判断模块13根据电子地图模块12显示的相关数据来判断无人机是否进入风场，如果无人机进入风场，报警模块15发出报警信号，接发模块14将报警信号传输至自驾仪控制器41。
其中，风场测量装置3还包括温度传感器、湿度传感器和气压传感器。
地面收发控制平台1还包括第二报警模块，第二报警模块和接发模块14相连用于接收脱离信号进行自动报警。
一种无人机姿态保持系统的实现方法，该方法包括如下步骤：
(a)在地面建立地面收发控制平台1，其中，地面收发控制平台1包括数据存储模块11、电子地图模块12、判断模块13、接发模块14和报警模块15；
(b)通过设置在无人机上的飞行参数测量装置2测量无人机的数据，具体，通过激光测距装置23和GPS定位器24分别测量出无人机高度和位置并传输给处理器21，然后通过信号转换器22将处理器21接收的无人机高度和位置数据传输至地面收发控制平台1；
(c)通过设置在无人机上的风场测量装置3测量风场的数据，具体，通过风标传感器33测量多点风向，通过水平空速传感器34测量飞机的飞行速度，通过水平地速传感器35测量飞机相对于地面的速度，通过风场雷达测量器36测量风场的坐标，然后风场解算模块37根据多点风向、空速、地速和风场的坐标解算出风场的位置、大小和覆盖面积并传输至单片机31，单片机31通过信号发送器32将风场的位置、大小和覆盖面积发送到地面收发控制平台1；
(d)在地面收发控制平台1上，通过接发模块14接收信号转换器22发送的无人机高度和位置及信号发送器32发送的风场的位置、大小和覆盖面积，并存储至数据存储模块11，同时电子地图模块12可直接显示数据存储模块11存储的相关数据，判断模块13根据电子地图模块12显示的相关数据来判断无人机是否进入风场，如果无人机进入风场，报警模块15发出报警信号，接发模块14将报警信号传输至自驾仪控制器41；
(e)通过设置在无人机上的姿态保持装置4保持无人机处在安全姿态，具体，通过自驾仪控制器41接收接发模块14的报警信号，然后通过信号分配器42实现自动驾驶仪41发送控制信号再分配给重心调整器432和滚转改平模块44，重心调整器432通过控制可移动配重物件431的移动来实现调整无人机重心；滚转改平模块44通过调整无人机副翼来实现控制无人机滚转角，其中，其中，滚转调节模块44的副翼调节量由下式计算得出：
δx＝Kγγ+Kwxwx+δx0
其中，δx0为记录时刻副翼调节量，δx为副翼调节量，Kγ滚转角调节系数，γ为滚转角，Kwx为滚转角速率调节系数，wx为滚转角速率。
实施例2
本发明提供一种无人机姿态保持系统，该无人机姿态保持系统与实施例1不同的是，如图6所示，飞行参数测量装置2还包括震动幅度传感器25，震动幅度传感器25与处理器21连接，震动幅度传感器25用于检测无人机在飞行过程中震动参数并将震动参数传输至处理器21。
实施例3
本发明提供一种无人机姿态保持系统，该无人机姿态保持系统与实施例2不同的是，如图7所示，可移动配重物件431为铁质材料，其下部设置有可相对于无人机机身轴线位置滑动的滑块433。
重心调整器432包括电磁吸引力生成器434和安装板435，电磁吸引力生成器434用于根据控制信号生成电磁吸引力吸引来控制可移动配重物件431的移动，安装板435设置在无人机内部机身轴线上，安装板435上设有和滑块433相配合的滑轨436。
实施例4
本发明提供一种无人机姿态保持系统，该无人机姿态保持系统与实施例3不同的是，如图8所示，姿态保持装置4还包括与自驾仪控制器41相连的紧急状着陆判断器45和与信号分配器42相连的气囊缓冲装置46，紧急状着陆判断器45用于判断姿态保持装置4姿态保持是否失败，根据失败判断结果生成脱离信号并传输给自驾仪控制器41；气囊缓冲装置46，用于通过信号分配器42接收自驾仪控制器41的脱离信号，通过释放缓冲气囊实现紧急着陆。
实施例5
本发明提供一种无人机姿态保持系统，该无人机姿态保持系统与实施例4不同的是，如图9所示，气囊缓冲装置46包含缓冲气囊461和定向风兜465，缓冲气囊461由自充气式本体气囊462和独立气囊463组合装配而成，本体气囊462为正三角形结构，独立气囊463为三棱柱型且有相同的三个，每个独立气囊463拥有各自独立气室，三个独立气囊463通过三个延伸边464相间相连地设置在本体气囊462三个顶角处并和本体气囊462构建成一个截顶锥型缓冲气囊结构。
定向风兜465有三个，三个定向风兜465分别通过绳索和三个独立气囊463的顶端相连，延伸边464的高度和独立气囊463的高度相同。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种无人机姿态保持系统，其特征在于，所述系统包括地面收发控制平台(1)，和与地面收发控制平台(1)通信连接的飞行参数测量装置(2)、风场测量装置(3)和姿态保持装置(4)，其中，
所述飞行参数测量装置(2)包括处理器(21)、信号转换器(22)、激光测距装置(23)和GPS定位器(24)，所述激光测距装置(23)、GPS定位器(24)和信号转换器分别(22)和处理器(21)相连，所述激光测距装置(23)和GPS定位器(24)分别用于测量无人机高度和位置并传输给处理器(21)，所述信号转换器(22)用于将处理器(21)接收的无人机高度和位置数据传输至地面收发控制平台(1)；
所述风场测量装置(3)包括单片机(31)、信号发送器(32)、风标传感器(33)、水平空速传感器(34)、水平地速传感器(35)、风场雷达测量器(36)和风场解算模块(37)，所述风标传感器(33)、水平空速传感器(34)、水平地速传感器(35)和风场雷达测量器(36)均与风场解算模块(37)相连；所述风场解算模块(37)和信号发送器(32)均与单片机(31)相连；所述风标传感器(33)用于测量多点风向；所述水平空速传感器(34)用于测量飞机的空速；所述水平地速传感器(35)用于测量飞机的地速；所述风场雷达测量器(36)用于测量风场的坐标；所述风场解算模块(37)根据多点风向、空速、地速和风场的坐标解算出风场的位置、大小和覆盖面积并传输至所述单片机(31)，所述单片机(31)通过信号发送器(32)将风场的位置、大小和覆盖面积发送到地面收发控制平台(1)；
所述姿态保持装置(4)包括自驾仪控制器(41)、信号分配器(42)、重心调节模块(43)和滚转改平模块(44)，所述重心调整模块(43)和滚转改平模块(44)与所述信号分配器(42)相连，所述信号分配器(42)与自驾仪控制器(41)相连；所述信号分配器(42)用于实现所述自动驾驶仪(41)发送控制信号的中转和再分配；所述重心调节模块(43)包括可移动配重物件(431)和重心调整器(432)；所述重心调整器(432)通过所述信号分配器(42)接收所述自驾仪控制器(41)的控制信号，通过控制所述可移动配重物件(431)的移动来实现调整无人机重心；所述滚转改平模块(44)通过所述信号分配器(42)接收所述自驾仪控制器(41)的控制信号，通过调整无人机副翼来实现控制无人机滚转角；
所述地面收发控制平台(1)包数据存储模块(11)、电子地图模块(12)、判断模块(13)、接发模块(14)和报警模块(15)，所述接发模块(14)用于接收信号转换器(22)发送的无人机高度和位置及信号发送器(32)发送的风场的位置、大小和覆盖面积，并存储至数据存储模块(11)，同时电子地图模块(12)可直接显示数据存储模块(11)存储的相关数据，所述判断模块(13)根据电子地图模块(12)显示的相关数据来判断无人机是否进入风场，如果无人机进入风场，所述报警模块(15)发出报警信号，所述接发模块(14)将报警信号传输至自驾仪控制器(41)。
2.根据权利要求1所述的无人机姿态保持系统，其特征在于，所述风场测量装置(3)还包括温度传感器、湿度传感器和气压传感器。
3.根据权利要求1所述的无人机姿态保持系统，其特征在于，所述飞行参数测量装置(2)还包括震动幅度传感器(25)，所述震动幅度传感器(25)与处理器(21)连接，所述震动幅度传感器(25)用于检测无人机在飞行过程中震动参数并将震动参数传输至处理器(21)。
4.根据权利要求1所述的无人机姿态保持系统，其特征在于，所述可移动配重物件(431)为铁质材料，其下部设置有可相对于无人机机身轴线位置滑动的滑块(433)。
5.根据权利要求4所述的无人机姿态保持系统，其特征在于，所述重心调整器(432)包括电磁吸引力生成器(434)和安装板(435)，所述电磁吸引力生成器(434)用于根据所述控制信号生成电磁吸引力吸引来控制可移动配重物件(431)的移动，所述安装板(435)设置在无人机内部机身轴线上，所述安装板(435)上设有和滑块(433)相配合的滑轨(436)。
6.根据权利要求1所述的无人机姿态保持系统，其特征在于，所述姿态保持装置(4)还包括与自驾仪控制器(41)相连的紧急状着陆判断器(45)和与信号分配器(42)相连的气囊缓冲装置(46)，所述紧急状着陆判断器(45)用于判断所述姿态保持装置(4)姿态保持是否失败，根据失败判断结果生成脱离信号并传输给自驾仪控制器(41)；所述气囊缓冲装置(46)，用于通过所述信号分配器(42)接收所述自驾仪控制器(41)的脱离信号，通过释放缓冲气囊实现紧急着陆。
7.根据权利要求6所述的无人机姿态保持系统，其特征在于，所述地面收发控制平台(1)还包括第二报警模块，所述第二报警模块和接发模块(14)相连用于接收所述脱离信号进行自动报警。
8.根据权利要求6所述的无人机姿态保持系统，其特征在于，所述气囊缓冲装置(46)包含缓冲气囊(461)和定向风兜(465)，所述缓冲气囊(461)由自充气式本体气囊(462)和独立气囊(463)组合装配而成，所述本体气囊(462)为正三角形结构，所述独立气囊(463)为三棱柱型且有相同的三个，所述每个独立气囊(463)拥有各自独立气室，所述三个独立气囊(463)通过三个延伸边(464)相间相连地设置在本体气囊(462)三个顶角处并和本体气囊(462)构建成一个截顶锥型缓冲气囊结构。
9.根据权利要求8所述的无人机姿态保持系统，其特征在于，所述定向风兜(465)有三个，所述三个定向风兜(465)分别通过绳索和三个独立气囊(463)的顶端相连，所述延伸边(464)的高度和独立气囊(463)的高度相同。
10.一种权利要求1所述的无人机姿态保持系统的实现方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(a)在地面建立地面收发控制平台(1)，其中，地面收发控制平台(1)包括数据存储模块(11)、电子地图模块(12)、判断模块(13)、接发模块(14)和报警模块(15)；
(b)通过设置在无人机上的飞行参数测量装置(2)测量无人机的数据，具体，通过激光测距装置(23)和GPS定位器(24)分别测量出无人机高度和位置并传输给处理器(21)，然后通过信号转换器(22)将处理器(21)接收的无人机高度和位置数据传输至地面收发控制平台(1)；
(c)通过设置在无人机上的风场测量装置(3)测量风场的数据，具体，通过风标传感器(33)测量多点风向，通过水平空速传感器(34)测量飞机的飞行速度，通过水平地速传感器(35)测量飞机相对于地面的速度，通过风场雷达测量器(36)测量风场的坐标，然后风场解算模块(37)根据多点风向、空速、地速和风场的坐标解算出风场的位置、大小和覆盖面积并传输至单片机(31)，单片机(31)通过信号发送器(32)将风场的位置、大小和覆盖面积发送到地面收发控制平台(1)；
(d)在地面收发控制平台(1)上，通过接发模块(14)接收信号转换器(22)发送的无人机高度和位置及信号发送器(32)发送的风场的位置、大小和覆盖面积，并存储至数据存储模块(11)，同时电子地图模块(12)可直接显示数据存储模块(11)存储的相关数据，判断模块(13)根据电子地图模块(12)显示的相关数据来判断无人机是否进入风场，如果无人机进入风场，所述报警模块(15)发出报警信号，所述接发模块(14)将报警信号传输至自驾仪控制器(41)；
(e)通过设置在无人机上的姿态保持装置(4)保持无人机处在安全姿态，具体，通过自驾仪控制器(41)接收接发模块(14)的报警信号，然后通过信号分配器(42)实现所述自动驾驶仪(41)发送控制信号再分配给重心调整器(432)和滚转改平模块(44)，重心调整器(432)通过控制所述可移动配重物件(431)的移动来实现调整无人机重心；滚转改平模块(44)通过调整无人机副翼来实现控制无人机滚转角，其中，其中，滚转调节模块(44)的副翼调节量由下式计算得出：
δx＝Kγγ+Kwxwx+δx0
其中，δx0为记录时刻副翼调节量，δx为副翼调节量，Kγ滚转角调节系数，γ为滚转角，Kwx为滚转角速率调节系数，wx为滚转角速率。
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