CN106448274A - 一种基于北斗短报文系统的无人机限定飞行区域方法及无人机 - Google Patents

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Abstract

一种基于北斗短报文系统的无人机限定飞行区域方法及无人机，包括步骤：接收北斗短报文系统所发出的短报文，解密短报文获取禁飞信息，根据禁飞信息实现无人机的临时禁飞。本发明的有益效果是，提供一种基于北斗短报文系统的无人机限定飞行区域方法及无人机，利用我国北斗卫星提供的短报文功能，通过短报文发送包含禁飞区域、禁飞时间等信息，实现对无人机的主动式禁飞干预，解决了在需要临时飞行管制时，无法实现对无人机的临时禁飞的问题，更好的保障了空域安全。

Description

一种基于北斗短报文系统的无人机限定飞行区域方法及无 人机
技术领域
本发明涉及无人机技术领域及卫星通信领域，尤其是一种利用我国北斗卫星提供的短报文功能，通过通播方式对限定区域的无人机实行限制飞行的一种方法及能实现该方法的无人机。
背景技术
随着目前无人机技术的快速发展，其飞行性能包括续航高度、时间等已日渐强大，且无人机的拥有量也越来越大，为保障空域安全，根据国际民航组织和各国空管对空域管制的规定以及对无人机的管理规定，无人机必须在规定的空域中飞行。出于安全和责任的考虑，无人机的厂家增加特殊区域飞行限制功能，以帮助用户更加安全、合法地使用产品。飞行器在靠近全球主要机场和敏感区域时，在中心一定区域范围内，飞行器的飞行将会受到限制，中心区域将无法启动无人机，若进入中心区域无人机将会自动降低的高度，甚至自动降落等。
但是，我们通过研究发现，无人机的这项限制功能在设计上存在一定的缺陷，目前无人机厂家的限飞方案多为在飞机出厂前在机内设定禁飞地图，采用这种方案有两个缺陷，一是无人机出厂后无法更新禁飞区域，当一些地区新增为禁飞区时，对已经出厂销售的无人机将禁飞无效；二是当某些区域由于安全或特殊需要，在一段时间内需要临时飞行管制时，无法实现对无人机的临时禁飞。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种基于北斗短报文系统的无人机限定飞行区域方法，以解决上述问题。
本发明的另一目的在于，提供实现上述限定飞行区域方法的无人机。
本发明通过以下方式实现：
一种基于北斗短报文系统的无人机限定飞行区域方法,包括如下步骤：
S1.短报文发送方首先将包含通信内容的数字信号加密调制后由上行信道将信息数据包发送到北斗卫星，北斗卫星将数据包转发到北斗地面中心站；
S2.北斗地面中心站经过处理后，将数据包再次发送给北斗卫星，北斗卫星在下行信道中广播该数据包；
S3.所述无人机接收到该广播信号，经过解密解调后完成一次通信过程；
S4.所述无人机接收到广播信号后，经过解密后接收到相关禁飞信息，通过计算所述无人机与禁飞中心点的距离，将此距离与禁飞半径进行比较，并依照比较结果以及禁飞起始结束时间实现临时禁飞。
S5.当判定无人机与禁飞中心点的距离大于禁飞半径时，无人机继续保持飞行状态，当判断无人机与禁飞中心点的距离小于等于禁飞半径时，无人机降落或飞出禁飞区域。
一种能实现上述限定飞行区域方法的无人机，所述用于接收广播信号的无人机上设置有信号接收终端，所述接收终端上含有有与短报文发送方对应的接收方ID。
进一步的，所述接收终端设置有用于解码以及提取短报文中的禁飞中心点坐标、禁飞半径、禁飞起始结束时间等信息的机载MCU。
进一步的，所述接收终端设置有用于计算无人机与禁飞中心点距离的计算模块。
进一步的，所述接收终端设置有用于判断无人机是否应当禁飞的辨识模块。
北斗卫星导航系统的短报文通信有两种模式：点对点模式和通播模式。
点对点模式和手机短信类似，可在两个北斗终端间传送短报文。北斗终端必须通过一个唯一的ID实现通信功能，每次通信过程都经过北斗地面中也站的二次转发。
通播模式其实就是广播方式，允许通过一个特殊终端同时向多个普通终端发送短报文。这个特殊终端叫做指挥管理型终端，它除了拥有普通终端的全部功能外，还具有管理普通终端的功能，可以实现用户管理、通播、查询、调阅和监听等功能。指挥管理终端可以通过通播ID进行通播模式的短报文发送，其通信流程和点对点模式类似，只是发送时目的ID设为通播ID即可，受其管理的普通终端中写入了该指挥管理终端的通播ID，就可接收到其发送的短报文。采取通播模式，指挥管理终端可以只发送一次，同时让多个北斗终端收到信息，达到了节省系统资源，使系统功能最大化的效果，本专利采用的就是短报文通播模式。
当无人机收到指挥管理终端的相关禁飞信息时，机载MCU将解码以及提取短报文中的禁飞中心点坐标、禁飞半径、禁飞起始结束时间等信息，计算模块同时计算无人机与禁飞中心点的距离，辨识模块将此距离与禁飞半径进行比较，并依照比较结果以及禁飞起始结束时间通过预设程序实现临时禁飞。
本发明的有益效果是，提供一种基于北斗短报文系统的无人机限定飞行区域方法及无人机，利用我国北斗卫星提供的短报文功能，通过短报文发送包含禁飞区域、禁飞时间等信息，实现对无人机的主动式禁飞干预，解决了在需要临时飞行管制时，无法实现对无人机的临时禁飞的问题，更好的保障了空域安全。
附图说明
图1为本发明限定无人机飞行区域方法流程图。
具体实施方式
如图1所示，短报文发送方首先将包含通信内容的数字信号加密调制后由上行信道将信息数据包发送到北斗卫星，北斗卫星将数据包转发到北斗地面中心站，北斗地面中心站经过处理后，将数据包再次发送给北斗卫星，北斗卫星在下行信道中广播该数据包，无人机信号接收终端接收到该广播信号，经过解密解调后完成一次通信过程，无人机信号接收终端接收到广播信号后，经过设置于信号接收终端上的机载MCU解密后接收到相关禁飞信息，通过设置于信号接收终端上的计算模块计算所述无人机与禁飞中心点的距离，设置于信号接收终端的辨识模块将此距离与禁飞半径进行比较，并依照比较结果以及禁飞起始结束时间实现临时禁飞。
(x0, y0)为禁飞中心点坐标，(x1, y2)为无人机当前坐标，R为禁飞半径。无人机的机载MCU通过公式，计算出与禁飞中心的距离K，并与禁飞半径R进行比较，并根据相关设定完成预设操作：
当K-R＞0时，无人机保持飞行状态；
当K-R≤0时，无人机降落或飞出禁飞区域。

Claims (5)

1.一种基于北斗短报文系统的无人机限定飞行区域方法,其特征在于：包括如下步骤：
S1.短报文发送方首先将包含通信内容的数字信号加密调制后由上行信道将信息数据包发送到北斗卫星，北斗卫星将数据包转发到北斗地面中心站；
S2.北斗地面中心站经过处理后，将数据包再次发送给北斗卫星，北斗卫星在下行信道中广播该数据包；
S3.所述无人机接收到该广播信号，经过解密解调后完成一次通信过程；
S4.所述无人机接收到广播信号后，经过解密后接收到相关禁飞信息，计算所述无人机与禁飞中心点的距离；
S5.当判定无人机与禁飞中心点的距离大于禁飞半径时，无人机继续保持飞行状态，当判断无人机与禁飞中心点的距离小于等于禁飞半径时，无人机降落或飞出禁飞区域。
2.一种能实现上述限定飞行区域方法的无人机，其特征在于：所述用于接收广播信号的无人机上设置有信号接收终端，所述信号接收终端上含有与短报文发送方对应的接收方ID。
3.根据权利要求2所述的无人机，其特征在于：所述信号接收终端设置有用于解码以及提取短报文中的禁飞中心点坐标、禁飞半径、禁飞起始结束时间等信息的机载MCU。
4.根据权利要求3所述的无人机，其特征在于：所述信号接收终端设置有用于计算无人机与禁飞中心点距离的计算模块。
5.根据权利要求4所述的无人机，其特征在于：所述信号接收终端设置有用于判断无人机是否应当禁飞的辨识模块。
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