CN107462908A - 一种地面站用于无人机的定位系统及其方法 - Google Patents

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    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
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Abstract

本发明涉及无人机定位技术领域，尤其是一种地面站用于无人机的定位系统及其方法，包括以下步骤：设备的安装、设备的调试、定位数据的获取、定位数据的传输、定位数据的处理。通过加入RTK GPS接收器和RTK GPS基准站，这样提高了对无人机定位的精准性，使得无人机的定位精度达到厘米级，这样在测绘时提高了无人机的测绘精度，再通过与实时动态差分系统的连接，能够使得无人机在定位的过程中连续不断的发送定位数据，从而提高无人机的定位精准度。

Description

一种地面站用于无人机的定位系统及其方法
技术领域
本发明涉及无人机定位技术领域，尤其涉及一种地面站用于无人机的定位系统及其方法。
背景技术
无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，而小型无人机已经在测绘、航拍、监控、侦查、通信中继等领域得到广泛应用，小型无人机通常配备导航型接收机，然而现有的导航型接收机在定位时误差较大，从而使得测绘精度降低，而且无人机在出现故障掉落后，由于现有的导航型接收机的定位精度误差较大，从而使得工作人员在寻找无人机时会浪费较多的时间和精力。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的定位时误差较大导致测绘的精度误差较大，而且五人机在出现故障掉落后找寻时也浪费较多时间和精力的缺点，而提出的一种地面站用于无人机的定位系统及其方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
设计一种地面站用于无人机的定位系统，包括地面站和安装在无人机上的ARM主板，所述地面站的输出端分别与数据处理模块的输入端和第一存储模块的输入端电性连接，所述地面站的输入端与第一无线接收模块的输出端电性连接，所述地面站的输出端与第一无线发射模块的输入端信号连连接，所述第一无线接收模块输入端与第二无线发射模块的输出端信号连接，所述第二无线发射模块的输入端与ARM主板的输出端信号连接，所述第一无线发射模块的输出端与第二无线接收模块的输入端信号连接，所述第二无线接收模块的输出端与ARM主板的输入端信号连接，所述ARM主板的输出端与第二存储模块的输入端电性连接，所述ARM主板的输入端与RTK GPS接收器的输出端电性连接，所述RTK GPS接收器的输入端与RTK GPS基准站信号连接，所述RTK GPS接收器包括GPS主机，所述GPS主机的输入端与第一信号接收模块的输出端信号连接，所述GPS主机的输出端分与第三存储模块的输出端电性连接，所述GPS主机的输出端与第一信号发射模块的输出端信号连接，所述RTK GPS基准站包括单片机，所述单片机的输入端与第二信号发射模块的输出端信号连接，所述第二信号发射模块的输入端与第一信号发射模块的输出端信号连接，所述单片机的输入端分别与GPS导航系统的输出端和实时差分系统的输出端电性连接，所述单片机的输出端与ARM主板的输入端电性连接。
优选的，所述地面站的输出端与第一跳频电台的输入端电性连接，所述第一跳频电台的输出端与第一无线发射模块的输入端电性连接。
优选的，所述ARM主板的输出端与第二跳频电台的输入端电性连接，所述第二跳频电台的输出端与第二无线发射模块的输入端电性连接。
优选的，所述ARM主板的输入端与数据采集模块的输出端电性连接，所述数据采集模块包括风速数据采集模块、温度采集模块和摄像头，所述风速数据采集模块的输出端、温度采集模块的输出端和摄像头的输出端均与ARM主板的输入端电性连接。
本发明还提供一种地面站用于无人机的定位系统的使用方法，包括以下步骤：
S1、设备的安装：将ARM主板和RTK GPS接收器安装在无人机上，并将上述设备依次连接；
S2、设备的调试：在S1中的设备安装完成后，先调试RTK GPS接收器与RTK GPS基准站之间传输信号的稳定性，接着在地面站的显示器上查看无人机所处的位置是否存偏差；
S3、定位数据的获取：在S2中的设备调试完成后，启动无人机飞行，在无人机飞行的过程中，无人机上的RTK GPS接收器会对无人机附近的RTK GPS基准站发送定位请求，而RTKGPS基准站在接收到定位请求后会通过第一信号接收模块接收到卫星发送的信息数据，在经GPS主机处理后存储并通过第一信号发射模块发出，之后RTK GPS接收器会接收到发出的数据信息，将接收到的数据信息在单片机内通过实时查分系统和GPS导航系统处理；
S4、定位数据的传输：在S3中将定位数据处理完成后，会通过第二无线发射模块发出，而地面站通过第一无线接收模块接收；
S5、定位数据的处理：在S4中定位数据接收完成后，地面站会通过数据梳理模块对接收到的数据进行处理，并将梳理完成的数据进行存储，在需要查看无人机所处的位置时，能够控制地面站进行观看。
本发明提出的一种地面站用于无人机的定位系统及其方法，有益效果在于：通过加入RTK GPS接收器和RTK GPS基准站，这样提高了对无人机定位的精准性，使得无人机的定位精度达到厘米级，这样在测绘时提高了无人机的测绘精度，再通过与实时动态差分系统的连接，能够使得无人机在定位的过程中连续不断的发送定位数据，从而提高无人机的定位精准度。
附图说明
图1为本发明提出的一种地面站用于无人机的定位系统及其方法的系统框图；
图2为本发明提出的一种地面站用于无人机的定位系统及其方法的RTK GPS接收器和RTK GPS基准站系统框图；
图3为本发明提出的一种地面站用于无人机的定位系统及其方法的数据采集模块系统图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-3，一种地面站用于无人机的定位系统，包括地面站和安装在无人机上的ARM主板，地面站的输出端分别与数据处理模块的输入端和第一存储模块的输入端电性连接，地面站的输入端与第一无线接收模块的输出端电性连接，地面站的输出端与第一无线发射模块的输入端信号连连接，地面站的输出端与第一跳频电台的输入端电性连接，第一跳频电台的输出端与第一无线发射模块的输入端电性连接，用于增加地面站传输的信号抗干扰没能力和隐蔽性，使得地面站能够对无人机上的定位设备进行控制的稳定性。
第一无线接收模块输入端与第二无线发射模块的输出端信号连接，第二无线发射模块的输入端与ARM主板的输出端信号连接，第一无线发射模块的输出端与第二无线接收模块的输入端信号连接，第二无线接收模块的输出端与ARM主板的输入端信号连接，ARM主板的输出端与第二存储模块的输入端电性连接，ARM主板的输出端与第二跳频电台的输入端电性连接，第二跳频电台的输出端与第二无线发射模块的输入端电性连接，用于提高定位数据传输至地面站内的稳定性。
ARM主板的输入端与RTK GPS接收器的输出端电性连接，RTK GPS接收器的输入端与RTK GPS基准站信号连接，RTK GPS接收器包括GPS主机，GPS主机的输入端与第一信号接收模块的输出端信号连接，GPS主机的输出端分与第三存储模块的输出端电性连接，GPS主机的输出端与第一信号发射模块的输出端信号连接，RTK GPS基准站包括单片机，单片机的输入端与第二信号发射模块的输出端信号连接，第二信号发射模块的输入端与第一信号发射模块的输出端信号连接，单片机的输入端分别与GPS导航系统的输出端和实时差分系统的输出端电性连接，单片机的输出端与ARM主板的输入端电性连接。
ARM主板的输入端与数据采集模块的输出端电性连接，数据采集模块包括风速数据采集模块、温度采集模块和摄像头，风速数据采集模块的输出端、温度采集模块的输出端和摄像头的输出端均与ARM主板的输入端电性连接，用于对无人机周围的环境和无人机拍摄的画面进行记录，这样使得无人机能够在高空中检测到周围环境内的风速和温度情况，使得工作人员能够进行适当的调节，并与提高无人机的安全性能。
本发明还提供一种地面站用于无人机的定位系统的使用方法，包括以下步骤：
S1、设备的安装：将ARM主板和RTK GPS接收器安装在无人机上，并将上设备依次连接；
S2、设备的调试：在S1中的设备安装完成后，先调试RTK GPS接收器与RTK GPS基准站之间传输信号的稳定性，接着在地面站的显示器上查看无人机处的位置是否存偏差；
S3、定位数据的获取：在S2中的设备调试完成后，启动无人机飞行，在无人机飞行的过程中，无人机上的RTK GPS接收器会对无人机附近的RTK GPS基准站发送定位请求，而RTKGPS基准站在接收到定位请求后会通过第一信号接收模块接收到卫星发送的信息数据，在经GPS主机处理后存储并通过第一信号发射模块发出，之后RTK GPS接收器会接收到发出的数据信息，将接收到的数据信息在单片机内通过实时查分系统和GPS导航系统处理；
S4、定位数据的传输：在S3中将定位数据处理完成后，会通过第二无线发射模块发出，而地面站通过第一无线接收模块接收；
S5、定位数据的处理：在S4中定位数据接收完成后，地面站会通过数据梳理模块对接收到的数据进行处理，并将梳理完成的数据进行存储，在需要查看无人机处的位置时，能够控制地面站进行观看。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种地面站用于无人机的定位系统，包括地面站和安装在无人机上的ARM主板，其特征在于，所述地面站的输出端分别与数据处理模块的输入端和第一存储模块的输入端电性连接，所述地面站的输入端与第一无线接收模块的输出端电性连接，所述地面站的输出端与第一无线发射模块的输入端信号连连接，所述第一无线接收模块输入端与第二无线发射模块的输出端信号连接，所述第二无线发射模块的输入端与ARM主板的输出端信号连接，所述第一无线发射模块的输出端与第二无线接收模块的输入端信号连接，所述第二无线接收模块的输出端与ARM主板的输入端信号连接，所述ARM主板的输出端与第二存储模块的输入端电性连接，所述ARM主板的输入端与RTK GPS接收器的输出端电性连接，所述RTK GPS接收器的输入端与RTK GPS基准站信号连接，所述RTK GPS接收器包括GPS主机，所述GPS主机的输入端与第一信号接收模块的输出端信号连接，所述GPS主机的输出端分与第三存储模块的输出端电性连接，所述GPS主机的输出端与第一信号发射模块的输出端信号连接，所述RTK GPS基准站包括单片机，所述单片机的输入端与第二信号发射模块的输出端信号连接，所述第二信号发射模块的输入端与第一信号发射模块的输出端信号连接，所述单片机的输入端分别与GPS导航系统的输出端和实时差分系统的输出端电性连接，所述单片机的输出端与ARM主板的输入端电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种地面站用于无人机的定位系统，其特征在于，所述地面站的输出端与第一跳频电台的输入端电性连接，所述第一跳频电台的输出端与第一无线发射模块的输入端电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种地面站用于无人机的定位系统，其特征在于，所述ARM主板的输出端与第二跳频电台的输入端电性连接，所述第二跳频电台的输出端与第二无线发射模块的输入端电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种地面站用于无人机的定位系统，其特征在于，所述ARM主板的输入端与数据采集模块的输出端电性连接，所述数据采集模块包括风速数据采集模块、温度采集模块和摄像头，所述风速数据采集模块的输出端、温度采集模块的输出端和摄像头的输出端均与ARM主板的输入端电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种地面站用于无人机的定位系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、设备的安装：将ARM主板和RTK GPS接收器安装在无人机上，并将上述设备依次连接；
S2、设备的调试：在S1中的设备安装完成后，先调试RTK GPS接收器与RTK GPS基准站之间传输信号的稳定性，接着在地面站的显示器上查看无人机所处的位置是否存偏差；
S3、定位数据的获取：在S2中的设备调试完成后，启动无人机飞行，在无人机飞行的过程中，无人机上的RTK GPS接收器会对无人机附近的RTK GPS基准站发送定位请求，而RTKGPS基准站在接收到定位请求后会通过第一信号接收模块接收到卫星发送的信息数据，在经GPS主机处理后存储并通过第一信号发射模块发出，之后RTK GPS接收器会接收到发出的数据信息，将接收到的数据信息在单片机内通过实时查分系统和GPS导航系统处理；
S4、定位数据的传输：在S3中将定位数据处理完成后，会通过第二无线发射模块发出，而地面站通过第一无线接收模块接收；
S5、定位数据的处理：在S4中定位数据接收完成后，地面站会通过数据梳理模块对接收到的数据进行处理，并将梳理完成的数据进行存储，在需要查看无人机所处的位置时，能够控制地面站进行观看。
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