CN106970638A - 一种精确空投监控分发系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种精确空投监控分发系统，包括：精确空投系统、地面站模块、任务装订模块、遥控遥测模块和货物分发模块；其中，精确空投系统、任务装订模块、遥控遥测模块和货物分发模块与带有降落伞的货物相连接；地面站模块向货物分发模块中输入货物原始信息，然后由地面站模块向任务装订模块输入航迹任务信息；任务装订模块收到航迹任务信息后存储并向地面站模块回传，地面站模块接收到回传航迹任务信息并判断回传航迹任务信息和航迹任务信息是否一致；精确空投系统读取任务装订模块里的航迹任务信息，根据航迹任务信息中的预定航迹自动飞行，并实时监测飞行状态信息。本发明极大提高了精确空降空投的自动化、智能化程度。

Description

一种精确空投监控分发系统
技术领域
本发明涉及辅助精确空投控制技术领域，尤其涉及一种精确空投监控分发系统。
背景技术
在传统物资空投和飞行器回收中往往都使用常规圆形降落伞，常规降落伞受控性差，降落伞及其所载货物在下降过程中属于自由飞行，随风漂移，其漂移距离随着投放高度和风力的增大而变大。因此，当其着陆时，误差较大，少则几公里，多达几十公里，且同时进行多重物投放时，常规降落伞及其所载重物着陆点的分布也比较分散，因而需要信标定位装置和庞大的搜寻队来辅助完成回收任务。此外，空投货物种类不一，货物内容传统记录方式为人工录入，工作繁琐，数据量大易出错漏，投放后货物的分发、去向无法精确记录和掌握，这些缺点都不利于迅速高效的进行物资收集、分发，增大了搜索难度，增加了物资搜集成本。
发明内容
本发明解决的技术问题是：相比于现有技术，提供了一种精确空投监控分发系统，极大提高了精确空降空投的自动化、智能化程度。
本发明目的通过以下技术方案予以实现：一种精确空投监控分发系统，包括：精确空投系统、地面站模块、任务装订模块、遥控遥测模块和货物分发模块；其中，精确空投系统、任务装订模块、遥控遥测模块和货物分发模块与带有降落伞的货物相连接；地面站模块向货物分发模块中输入货物原始信息，然后由地面站模块向任务装订模块输入航迹任务信息；任务装订模块收到航迹任务信息后存储并向地面站模块回传，地面站模块接收到回传航迹任务信息并判断回传航迹任务信息和航迹任务信息是否一致，若不一致，则重新输入航迹任务信息；若一致则提示地面站任务装订完成；精确空投系统读取任务装订模块里的航迹任务信息，根据航迹任务信息中的预定航迹自动飞行，并实时监测飞行状态信息；遥测遥控模块实时读取精确空投系统监测的实时飞行状态信息并将读取的实时飞行状态信息传送给地面站模块；地面站模块根据实时飞行状态信息与航迹任务信息的对比结果判定是否需要航迹修正和遥控操作，若需要航迹修正，在地面站模块输入修正参数并传送给遥测遥控模块，遥测遥控模块将修正参数做解码处理后传送给精确空投系统用于修正货物的飞行状态；若需要遥控操作，则在地面站输入遥控指令并传送给遥测遥控模块，遥测遥控模块将遥控指令解码处理后传送给精确空投系统，用于实时遥控货物的飞行状态；货物分发模块记录货物的实际信息并核对实际信息与货物原始信息是否一致，若一致则提示取货正确，若不一致则提示取货错误。
上述精确空投监控分发系统中，所述地面站模块包括显示单元、指令输入单元、中央控制单元、第一无线数据收发单元和存储单元；其中，中央控制单元分别与显示单元、指令输入单元、第一无线数据收发单元、存储单元相连接；由地面站的指令输入单元输入遥控指令或者修正参数，输入的遥控指令或者修正参数经地面站的中央控制单元进行指令编码加密形成指令码传送给地面站的第一无线数据收发单元；显示单元用于实时显示遥测信息、任务装订模块装订的任务航迹信息、输入的指令信息和参数修正信息；第一无线数据收发单元用于地面站模块与任务装订模块、遥控遥测模块、货物分发模块进行无线数据传输；存储单元用于存储数据。
上述精确空投监控分发系统中，所述任务装订模块包括第二无线数据收发单元和系统航迹任务单元；其中，第二无线数据收发单元用于与地面站的第一无线数据收发单元之间进行无线数据交换；系统航迹任务单元用于航迹任务生成，并将生成的航迹任务信息传送给精确空投系统。
上述精确空投监控分发系统中，所述遥控遥测模块包括遥测单元、遥控单元和第三无线数据收发单元；其中，遥测单元实时采集飞行状态数据、航迹数据及机载设备的工作状态数据；遥控单元根据遥控指令实时遥控货物的飞行状态；第三无线数据收发单元用于与第一无线数据收发单元之间进行无线数据交换。
上述精确空投监控分发系统中，所述货物分发模块包括无线数据接收单元、货物信息处理器、货物信息存储单元、取货人射频信息读取单元、货物射频标签读取单元、货物信息显示单元和语音提示单元；其中，无线数据接收单元、货物信息存储单元、取货人射频信息读取单元、货物射频标签读取单元、货物信息显示单元和语音提示单元分别与货物信息处理器相连接；无线数据接收单元用于接收第一无线数据收发单元以无线数据形式发出的货物原始信息；货物信息存储单元用于存储货物原始信息；取货人射频信息读取单元用于读取取货人射频卡中的取货信息；货物射频标签读取单元用于读取取货人所取货物的射频标签中的货物种类信息；货物信息显示单元用于显示货物原始信息、取货信息和货物种类信息；语音提示单元用于语音提示取货人是否取货正确；货物信息处理器用于综合控制无线数据接收单元、货物信息存储单元、取货人射频信息读取单元、货物射频标签读取单元、货物信息显示单元和语音提示单元。
上述精确空投监控分发系统中，货物原始信息包括：货物的种类信息、目标去向信息、目标领取人信息、货物在货仓中的位置信息和目标着陆点信息。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
(1)本发明可以自动监控整个空投系统的工作状态，提高了系统的自动化、智能化程度；
(2)本发明可以实时地由自动控制切换到手动控制，保障了系统在突发情况下的可靠性；
(3)本发明的航迹信息预先装订并且地面站实时显示系统的工作状态信息，保障了空投系统的落点精度，彻底免除了传统空投后繁重货物搜寻工作；
(4)本发明免除了传统的人工记录大量货物原始信息的工作，保障了工作效率；
(5)本发明改变了投放后货物的分发、去向无法精确记录和掌握的现状。
附图说明
图1是本发明的精确空投监控分发系统的框架图；
图2是本发明的精确空投监控分发系统的工作流程图；
图3是本发明的精确空投监控分发系统的又一框架图；
图4是本发明的精确空投系统、地面站模块与遥测遥控模块相互工作示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明：
图1是本发明的精确空投监控分发系统的框架图，需要说明的是，图中各模块之间的连线表示其连接方式，实线表示通过硬件连接，虚线表示无线连接，箭头表示数据传输方向。如图1所示，该精确空投监控分发系统包括精确空投系统、地面站模块、任务装订模块、遥控遥测模块和货物分发模块；其中，
精确空投系统、任务装订模块、遥控遥测模块和货物分发模块与带有降落伞的货物相连接；
地面站模块向货物分发模块中输入货物原始信息，然后由地面站模块向任务装订模块输入航迹任务信息；
任务装订模块收到航迹任务信息后存储并向地面站模块回传，地面站模块接收到回传航迹任务信息并判断回传航迹任务信息和航迹任务信息是否一致，若不一致，则重新输入航迹任务信息；若一致则提示正确；
精确空投系统读取任务装订模块里的航迹任务信息，通过控制降落伞的操控绳，使整个系统按照任务装订模块里的预定航迹自动飞行，实现对货物飞行状态的自动控制；同时精确空投系统中装有各种飞行状态信息传感器，用于实时监测货物的飞行状态信息；遥测遥控模块实时读取精确空投系统实时监测的货物飞行状态信息并将读取的实时飞行状态信息传送给地面站模块；
地面站模块根据实时飞行状态信息与航迹任务信息的对比结果判定是否需要航迹修正和遥控操作，若需要航迹修正，在地面站模块输入修正参数并传送给遥测遥控模块，遥测遥控模块对修正参数做解码理后，将其传送给精确空投系统用于修正货物的飞行状态；若需要遥控操作，则在地面站输入遥控指令并传送给遥测遥控模块，遥测遥控模块对遥控指令做解码处理后，将其传送给精确空投系统，用于实时遥控货物的飞行状态；
货物分发模块记录货物的实际信息并核对实际信息与货物原始信息是否一致，若一致则提示取货正确，若不一致则提示取货错误。
图2是本发明的精确空投监控分发系统的工作流程图。如图2所示，装仓前对所需空投的货物都贴上对应的射频标签，标签中存储的是获取种类、去向和取货人信息，装仓后记录货物在货仓中的位置信息，该信息和货物射频标签中的信息以及目标着陆位置信息合称为货物原始信息。
整个空投系统装机前，首先由地面站模块向货物分发模块中装入货物原始信息。然后由地面站模块向任务装订模块装入由精确空投规划软件计算出的航迹任务信息，任务装订模块收到航迹任务信息后存储并向地面站模块回传，地面站模块接收到回传信息后对回传信息和装订信息进行对比看两者是否一致。若不一致则重新装订航迹任务信息，若一致则提示地面站任务装订完成，整个系统可以进行投放，任务信息通过握手协议保证传输正确。载机到达指定空域后，空投系统离开机舱，精确空投系统读取任务装订模块里的航迹任务信息，用于控制精确空投系统的飞行状态。遥测遥控模块的遥测单元实时读取精确空投系统监测到的整个空投系统的实时飞行状态信息并通过无线数据收发单元，将读取的实时飞行状态数据传送给地面站模块。地面站操控人员根据系统实时飞行状态信息与装订的任务信息的对比结果判定是否需要航迹修正和遥控操作。若需要航迹修正，则地面操控人员在地面站模块输入修正参数，该修正参数经过一系列的传输，最终传送给精确空投系统，用于控制整个系统飞行状态的改善；若需要遥控操作则地面操控人员在地面站输入遥控指令进入人工遥控模式，遥控指令通过一系列的传输最终传送给精确空投系统，用于实时遥控整个系统的飞行状态。整个系统着陆后，货物分发模块记录货物的实际降落点、实际去向和实际领取人等实际信息并核对实际信息与货物原始信息是否一致，若一致则提示取货正确，若不一致则提示取货错误。
图3是本发明的精确空投监控分发系统的又一框架图，需要说明的是，图中各模块之间的连线表示其连接方式，虚线表示无线连接，实线表示硬件连接，箭头表示数据传输方向。
如图3所示，地面站模块包括显示单元、指令输入单元、中央控制单元、第一无线数据收发单元和存储单元；其中，
中央控制单元分别与显示单元、指令输入单元、无线数据收发单元、存储单元相连接。
由地面站的指令输入单元输入遥控指令或者修正参数，输入的遥控指令或者修正参数经地面站的中央控制单元进行指令编码加密形成指令码传送给地面站的第一无线数据收发单元；显示单元用于实时显示遥测信息、任务装订模块装订的任务航迹信息、输入的指令信息和参数修正信息；第一无线数据收发单元用于地面站模块与任务装订模块、遥控遥测模块、货物分发模块进行无线数据传输；存储单元用于存储数据。
中央控制单元用于综合控制地面站的各个单元和处理各种数据信息；指令输入单元用于输入遥控控制命令以及航迹修正命令；存储单元用于存储各类数据。
如图3所示，任务装订模块包括第二无线数据收发单元和系统航迹任务单元；其中，第二无线数据收发单元和系统航迹任务单元相连接；第二无线数据收发单元用于与地面站的第一无线数据收发单元之间进行无线数据交换，实现航迹任务数据传输与验证；系统航迹任务单元用于航迹任务生成，并将生成的航迹任务信息传送给精确空投系统，来自动控制整个系统的飞行状态。
如图3所示，遥控遥测模块包括遥测单元、遥控单元和第三无线数据收发单元；其中，遥测单元和遥控单元分别与第三无线数据收发单元相连接。遥测单元用于通过精确空投系统的各个飞行状态监测传感器实时采集空投系统的飞行状态数据、航迹数据及机载设备的工作状态数据等遥测数据；遥控单元用于遥控状态下根据遥控命令实时遥控整个系统的飞行状态；第三无线数据收发单元用于与地面站的第一无线数据收发单元之间进行无线数据交换，实现遥测信息与遥控命令的传输。
如图3所示，所述货物分发模块包括无线数据接收单元、货物信息处理器、货物信息存储单元、取货人射频信息读取单元、货物射频标签读取单元、货物信息显示单元和语音提示单元；其中，无线数据接收单元、货物信息存储单元、取货人射频信息读取单元、货物射频标签读取单元、货物信息显示单元和语音提示单元分别与货物信息处理器相连接；无线数据接收单元用于接收地面站的第一无线数据收发单元以无线数据形式发出的货物原始信息；货物信息存储单元用于存储货物原始信息；取货人射频信息读取单元用于读取取货人射频卡中的取货信息；货物射频标签读取单元用于读取取货人所取货物的射频标签中的货物种类信息；货物信息显示单元用于显示货物原始信息、取货信息和货物种类信息；语音提示单元用于语音提示取货人是否取货正确；货物信息处理器用于综合控制无线数据接收单元、货物信息存储单元、取货人射频信息读取单元、货物射频标签读取单元、货物信息显示单元和语音提示单元。
具体的，所有货物终端单元组成自组网，通过多跳传输的方式将采集的仓库内状态信息传输给货物信息存储单元，系统投放前，把货物种类、货物在空投货仓中的位置、去向和领取人等原始信息存储到货物信息存储单元同时经无线数据接收单元传送到地面站。货物信息处理器读取存储单元里的待投放货物信息并形成存有原始信息相对于的货物种类、去向、领取人等信息的射频标签并标记到货物上。上述原始信息录入完成后进行货物装机，货物在仓库中的位置严格与地面站录入的信息对应。精确空投系统着陆后，地面收集人员读取货物上的射频标签取货。
图4是本发明的精确空投系统、地面站模块与遥测遥控模块相互工作示意图。如图4所示，遥控工作流程为：由地面站的指令输入单元输入遥控指令或者修正参数，输入的遥控指令或者修正参数经地面站的中央处理器即中央控制单元进行指令编码加密形成指令码传送给地面站的第一无线数据收发单元，地面站的第一无线数据收发单元进行指令调制和扩频增益后经射频发送天线发出包含遥控指令或修正参数信息的电磁波；遥测遥控模块的第三无线数据收发单元经其射频接收天线接收地面站第一无线数据收发单元的射频发送天线发出的电磁波后，进行解频增益和指令码解调，然后将解调后的指令码传送给遥控单元，遥控单元进行指令码解密并区分出接收到的是遥控指令还是修正参数，最后将遥控指令或修正参数传送给精确空投系统用于遥控或者修正整个系统的飞行状态。
如图4所示，遥测工作流程为：遥控遥测模块的遥测单元读取精确空投系统的系统状态监测传感器监测到的整个系统的飞行状态信息，并对其进行数据编码加密形成数据码传送给第三无线数据收发单元，第三无线数据收发单元进行数据码调制和扩频增益后利用射频发送天线发出包含整个系统状态信息的电磁波；地面站的第一无线数据收发单元经其射频收发天线接收包含整个系统状态信息的电磁波，并对其进行解频增益和数据码解调处理形成数据码，传送给地面站的中央处理器，中央处理器对数据码进行数据译码解密处理并将处理后的数据分别传送给存储单元和显示单元且分别用于数据存储和实时遥测状态显示。
本发明可以自动监控整个空投系统的工作状态，提高了系统的自动化、智能化程度；并且本发明可以实时地由自动控制切换到手动控制，保障了系统在突发情况下的可靠性；并且本发明的航迹信息预先装订并且地面站实时显示系统的工作状态信息，保障了空投系统的落点精度，彻底免除了传统空投后繁重货物搜寻工作；并且本发明免除了传统的人工记录大量货物原始信息的工作，保障了工作效率；并且本发明改变了投放后货物的分发、去向无法精确记录和掌握的现状。
以上所述的实施例只是本发明较优选的具体实施方式，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种精确空投监控分发系统，其特征在于包括：精确空投系统、地面站模块、任务装订模块、遥控遥测模块和货物分发模块；其中，
所述精确空投系统、所述任务装订模块、所述遥控遥测模块和所述货物分发模块与带有降落伞的货物相连接；
所述地面站模块向货物分发模块中输入货物原始信息，然后由地面站模块向任务装订模块输入航迹任务信息；
所述任务装订模块收到航迹任务信息后存储并向地面站模块回传，地面站模块接收到回传航迹任务信息并判断回传航迹任务信息和航迹任务信息是否一致，若不一致，则重新输入航迹任务信息；若一致则提示地面站任务装订完成；
所述精确空投系统读取任务装订模块里的航迹任务信息，根据航迹任务信息中的预定航迹自动飞行，并实时监测飞行状态信息；
所述遥测遥控模块实时读取精确空投系统监测的实时飞行状态信息并将读取的实时飞行状态信息传送给地面站模块；
所述地面站模块根据实时飞行状态信息与航迹任务信息的对比结果判定是否需要航迹修正和遥控操作，若需要航迹修正，在地面站模块输入修正参数并传送给遥测遥控模块，遥测遥控模块将修正参数做解码处理后传送给精确空投系统用于修正货物的飞行状态；若需要遥控操作，则在地面站输入遥控指令并传送给遥测遥控模块，遥测遥控模块将遥控指令解码处理后传送给精确空投系统，用于实时遥控货物的飞行状态；
货物分发模块记录货物的实际信息并核对实际信息与货物原始信息是否一致，若一致则提示取货正确，若不一致则提示取货错误。
2.根据权利要求1所述的精确空投监控分发系统，其特征在于：所述地面站模块包括显示单元、指令输入单元、中央控制单元、第一无线数据收发单元和存储单元；其中，
所述中央控制单元分别与所述显示单元、所述指令输入单元、所述第一无线数据收发单元、所述存储单元相连接；
由地面站的指令输入单元输入遥控指令或者修正参数，输入的遥控指令或者修正参数经地面站的中央控制单元进行指令编码加密形成指令码传送给地面站的第一无线数据收发单元；
所述显示单元用于实时显示遥测信息、任务装订模块装订的任务航迹信息、输入的指令信息和参数修正信息；
所述第一无线数据收发单元用于地面站模块与任务装订模块、遥控遥测模块、货物分发模块进行无线数据传输；
所述存储单元用于存储数据。
3.根据权利要求2所述的精确空投监控分发系统，其特征在于：所述任务装订模块包括第二无线数据收发单元和系统航迹任务单元；其中，
所述第二无线数据收发单元用于所述第一无线数据收发单元之间进行无线数据交换；
所述系统航迹任务单元用于航迹任务生成，并将生成的航迹任务信息传送给所述精确空投系统。
4.根据权利要求2所述的精确空投监控分发系统，其特征在于：所述遥控遥测模块包括遥测单元、遥控单元和第三无线数据收发单元；其中，
所述遥测单元实时采集飞行状态数据、航迹数据及机载设备的工作状态数据；
所述遥控单元根据遥控指令实时遥控货物的飞行状态；
所述第三无线数据收发单元用于与所述第一无线数据收发单元之间进行无线数据交换。
5.根据权利要求4所述的精确空投监控分发系统，其特征在于：所述货物分发模块包括无线数据接收单元、货物信息处理器、货物信息存储单元、取货人射频信息读取单元、货物射频标签读取单元、货物信息显示单元和语音提示单元；其中，
无线数据接收单元、货物信息存储单元、取货人射频信息读取单元、货物射频标签读取单元、货物信息显示单元和语音提示单元分别与货物信息处理器相连接；
所述无线数据接收单元用于接收第一无线数据收发单元以无线数据形式发出的货物原始信息；
所述货物信息存储单元用于存储货物原始信息；
所述取货人射频信息读取单元用于读取取货人射频卡中的取货信息；
所述货物射频标签读取单元用于读取取货人所取货物的射频标签中的货物种类信息；
所述货物信息显示单元用于显示货物原始信息、取货信息和货物种类信息；
所述语音提示单元用于语音提示取货人是否取货正确；
所述货物信息处理器用于综合控制无线数据接收单元、货物信息存储单元、取货人射频信息读取单元、货物射频标签读取单元、货物信息显示单元和语音提示单元。
6.根据权利要求1所述的精确空投监控分发系统，其特征在于：所述货物原始信息包括：货物的种类信息、目标去向信息、目标领取人信息、货物在货仓中的位置信息和目标着陆点信息。
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