CN108365340B - 用于海上无人机的船载天线控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于海上无人机的船载天线控制方法及装置，属于通信领域。所述方法包括：控制船载天线采用波束扫描的方式发送扫描同步帧，并在每次发送扫描同步帧后的设定时长内等待无人机发送的应答信号；当采用第一波束接收到无人机发送的应答信号时，基于第一波束确定用于与无人机通信的通信主波束；采用通信主波束与无人机通信，以周期性地获取无人机的位置信息；根据无人机的位置信息和船载天线所在船舶的姿态位置信息，重新确定通信主波束。则船舶和无人机的相对位置发生变化时，无需人为的去调整船舶上的定向天线的位置，省时省力。

Description

用于海上无人机的船载天线控制方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种用于海上无人机的船载天线控制方法及装置。

背景技术

随着通信技术和航空技术的不断进步，无人机广泛应用于海洋环境监测，海事搜救等领域，在某些场景下，无人机需要满足最大通信距离达到100公里，通信速率达到4Mbps以上，以保障测控数据的可靠传输，同时满足高清监视视频的回传需求和移动中的卫星地面站通信系统的要求。

为了满足无人机的最大通信距离要求，通常会在船舶和无人机上分别设置定向天线，通过调节船舶上的定向天线的位置，实现波束的切换，同时在该波束上发送扫描同步帧，若无人机接收到扫描同步帧则应答并与船舶建立通信。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

由于船舶和无人机的相对位置会发生变化，在船舶检测无人机的位置以及与无人机进行通信时，需要不断切换波束以保证船舶与无人机的正常通信，现有的切换波束的方法通常是人为的去调整船舶上的定向天线的位置，费时费力。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种用于海上无人机的船载天线控制方法及装置。所述技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种用于海上无人机的船载天线控制方法，所述方法包括：

控制船载天线采用波束扫描的方式发送扫描同步帧，并在每次发送所述扫描同步帧后的设定时长内等待无人机发送的应答信号；

当采用第一波束接收到所述无人机发送的应答信号时，基于所述第一波束确定用于与所述无人机通信的通信主波束；

采用所述通信主波束与所述无人机通信，以周期性地获取所述无人机的位置信息；

根据所述无人机的位置信息和所述船载天线所在船舶的姿态位置信息，重新确定所述通信主波束。

进一步地，所述基于所述第一波束确定用于与无人机通信的通信主波束，包括：

基于所述第一波束接收到的所述应答信号，计算所述第一波束对应的信噪比；

控制所述船载天线依次采用至少一个第二波束发送所述扫描同步帧，所述至少一个第二波束的总覆盖范围不小于120°，且所述至少一个第二波束为位于所述第一波束一侧的相邻波束；

计算接收到所述应答信号的所述第二波束对应的信噪比；

控制所述船载天线依次采用至少一个第三波束发送所述扫描同步帧，所述至少一个第三波束的总覆盖范围不小于120°，且所述至少一个第三波束为位于所述第一波束另一侧的相邻波束；

计算接收到所述应答信号的所述第三波束对应的信噪比；

选取信噪比大的波束作为所述通信主波束。

进一步地，根据所述无人机的位置信息和所述船载天线所在船舶的姿态位置信息，重新确定所述通信主波束，包括：

根据周期性获取的所述无人机的位置信息，得到所述无人机的飞行速度和飞行轨迹；

预测所述无人机在设定时间内的飞行趋势；

周期性的获取所述船舶的姿态位置信息，得到所述船舶的航行速度和航迹；

确定所述船舶在设定时间内的航行趋势；

根据所述无人机的飞行趋势和所述船舶的航行趋势，重新选取通信主波束。

进一步地，所述根据所述无人机的飞行趋势和所述船舶的航行趋势，重新选取通信主波束，包括：

根据所述无人机的飞行趋势和所述船舶的航行趋势计算经过所述设定时间后，所述无人机与所述船舶的相对位置；

根据所述相对位置判断所述无人机是否超出当前通信主波束的覆盖范围；

当所述无人机超出当前通信主波束的覆盖范围时，重新选取通信主波束。

进一步地，所述控制船载天线采用波束扫描的方式发送扫描同步帧，并在每次发送扫描同步帧后的设定时间内等待无人机发送的应答信号，包括：

控制所述船载天线通过任意一个波束发送所述扫描同步帧，并在设定时间内等待无人机发送的应答信号；

若在设定时间内未接收到所述无人机发送的应答信号，则采用下一波束发送所述扫描同步帧，所述下一波束为与所述任意一个波束相邻的波束。

另一方面，本发明提供了一种用于海上无人机的船载天线控制装置，所述装置包括：

控制模块，用于控制船载天线采用波束扫描的方式发送扫描同步帧，并在每次发送所述扫描同步帧后的设定时长内等待无人机发送的应答信号；

第一确定模块，用于当采用第一波束接收到所述无人机发送的应答信号时，基于所述第一波束确定用于与所述无人机通信的通信主波束；

位置信息获取模块，用于采用所述通信主波束与所述无人机通信，以周期性地获取所述无人机的位置信息；

第二确定模块，用于根据所述无人机的位置信息和所述船载天线所在船舶的姿态位置信息，重新确定所述通信主波束。

进一步地，所述控制模块还用于控制所述船载天线依次采用至少一个第二波束发送所述扫描同步帧，并控制所述船载天线依次采用至少一个第三波束发送所述扫描同步帧，所述至少一个第二波束的总覆盖范围不小于120°，且所述至少一个第二波束为位于所述第一波束一侧的相邻波束，所述至少一个第三波束的总覆盖范围不小于120°，且所述至少一个第三波束为位于所述第一波束另一侧的相邻波束；

所述第一确定模块还用于基于所述第一波束接收到的所述应答信号，计算所述第一波束对应的信噪比，计算接收到所述应答信号的所述第二波束对应的信噪比，计算接收到所述应答信号的所述第三波束对应的信噪比，并选取信噪比大的波束作为所述通信主波束。

进一步地，所述第二确定模块还用于根据周期性获取的所述无人机的位置信息，得到所述无人机的飞行速度和飞行轨迹；预测所述无人机在设定时间内的飞行趋势；周期性的获取所述船舶的姿态位置信息，得到所述船舶的航行速度和航迹；确定所述船舶在设定时间内的航行趋势；根据所述无人机的飞行趋势和所述船舶的航行趋势，重新选取通信主波束。

进一步地，第二确定模块还用于根据所述无人机的飞行趋势和所述船舶的航行趋势计算经过所述设定时间后，所述无人机与所述船舶的相对位置；根据所述相对位置判断所述无人机是否超出当前通信主波束的覆盖范围；当所述无人机超出当前通信主波束的覆盖范围时，重新选取通信主波束。

进一步地，所述控制模块用于控制所述船载天线通过任意一个波束发送所述扫描同步帧，并在设定时间内等待无人机发送的应答信号；若在设定时间内未接收到所述无人机发送的应答信号，则采用下一波束发送所述扫描同步帧，所述下一波束为与所述任意一个波束相邻的波束。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过控制船载天线采用波束扫描的方式发送扫描同步帧，并在每次发送扫描同步帧后的设定时长内等待无人机发送的应答信号，当采用第一波束接收到无人机发送的应答信号时，基于第一波束确定用于与无人机通信的通信主波束，采用通信主波束与无人机通信，以周期性地获取无人机的位置信息，根据无人机的位置信息和船载天线所在船舶的姿态位置信息，重新确定通信主波束。当船舶和无人机的相对位置发生变化时，船载天线可根据无人机的位置信息和船载天线所在船舶的姿态位置信息重新确定通信主波束，然后采用重新确定的通信主波束与无人机进行通信，无需人为的去调整船舶上的定向天线的位置，省时省力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种海上无人机与船舶通信时的硬件架构图；

图2是本发明实施例提供的一种用于海上无人机的船载天线控制方法的方法流程图；

图3是本发明实施例中步骤101的方法流程图；

图4是本发明实施例中步骤102的方法流程图；

图5是本发明实施例中步骤104的方法流程图；

图6是本发明实施例提供的用于海上无人机的船载天线控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

为了更好的理解本发明，下面先对机载终端和船载终端进行简单介绍。图1是本发明实施例提供的一种海上无人机与船舶通信时的硬件架构图，如图1所示，船舶的船载终端上设有网控模块11、基带模块12、射频模块13和密码机14，无人机的机载终端上设有网控模块21、基带模块22、射频模块23和密码机24。无人机上设有全向天线25，具体可以为刀型天线。船舶上设有波束切换天线15，波束切换天线15可以为多列垂直极化天线，每列天线均对应形成一个波束，多列天线对应形成多个波束，且多个波束的覆盖范围为360°。在本实施例中，波束切换天线包括六列垂直极化天线，每列天线形成一个波束，每个波束预定的覆盖范围为70°角，相邻的波束的覆盖范围有一定的重叠，以保障水平面360°范围内的波束覆盖。其中，船载终端和机载终端上的网控模块、基带模块和射频模块可以采用集成化设计。

船载终端的发射过程如下：船舶的控制系统生成遥控数据发送给网控模块11，网控模块11将接收到的遥控数据发送给密码机14进行加密，将加密后的遥控数据组包后发送给基带模块12进行调制，经过射频模块23变频至射频信号，最后经过射频前端放大，由船载的波束切换天线15辐射出去。

机载终端的接收过程如下：机载的全向天线25接收船载的波束切换天线15辐射的射频信号，发送至射频模块23，经过射频模块23转换成数字信号，发送给基带模块22进行解调，然后发送给网控模块21，网控模块21将加密的用户信息送给密码机24解密得到遥控数据，遥控数据用于控制无人机的飞行。

本发明实施例提供了一种海上无人机的船载天线控制方法，图2是本发明实施例提供的一种用于海上无人机的船载天线控制方法的方法流程图，参见图2，该方法包括：

步骤101、控制船载天线采用波束扫描的方式发送扫描同步帧，并在每次发送扫描同步帧后的设定时长内等待无人机发送的应答信号。

其中，扫描同步帧中包含无人机搜索指令Req_Cmd，当无人机接收到该搜索指令Req_Cmd时，会向船舶发送回复指令Ack_Cmd。

具体地，图3是本发明实施例中步骤101的方法流程图，如图3所示，步骤101可以包括：

步骤1011、控制船载天线通过任意一个波束发送扫描同步帧，并在设定时间内等待无人机发送的应答信号。

在本实施例中，船载天线为六列垂直极化天线，每列天线形成一个波束，即依次形成有B1、B2、B3、B4、B5和B6共6个波束，每个波束预定的覆盖范围为70°角，相邻的波束的覆盖范围有一定的重叠，以保障船载天线在水平面360°范围内的波束全覆盖。船载天线的天线方向图整体向上偏，船载天线的水平波束宽约70度，俯仰波束宽度约35度。每个波束3dB主瓣水平角度为70度，俯仰角为±20度，主瓣最大增益10dBi，上半空间无凹陷。

具体地，选取6个波束中的其中一个波束B1发送无人机搜索指令Req_Cmd，等待时间T，若波束B1在时间T内接收到无人机发送的回复指令Ack_Cmd，则执行步骤102，若波束B1在时间T内未接收到无人机发送的回复指令Ack_Cmd，则执行步骤1012。

在本实施例中，机载天线可以为全向天线，以适应无人机在飞行过程中姿态的频繁变换。具体地，机载天线可以为刀型天线。机载天线的天线方向图俯仰面整体偏离无人机表面，俯仰面波束宽度大于60度，水平360度全向，水平增益约为-2dBi，俯仰50度方向上增益超过3dBi。

其中，T的大小可以根据实际需要进行设置。在本实施例中，3s＜T＜10s。

步骤1012、采用下一波束发送扫描同步帧。

其中，下一波束为与步骤1011中采用的波束相邻的波束。

具体地，采用与波束B1相邻的波束B2发送无人机搜索指令Req_Cmd，并等待时间T。若波束B2在时间T内接收到无人机发送的回复指令Ack_Cmd，则执行步骤102，若波束B2在时间T内未接收到无人机发送的回复指令Ack_Cmd，则重复步骤1012(此时下一波束为步骤1012中采用的波束相邻的波束)，直至有波束接收到无人机发送的应答信号，则停止以波束扫描的方式发送扫描同步帧。下文中将接收到无人机发送的应答信号的波束称为第一波束。

通过该步骤101即可实现船载终端对无人机的搜索。

步骤102、基于第一波束确定用于与无人机通信的通信主波束。

具体地，图4是本发明实施例中步骤102的方法流程图，如图4所示，步骤102可以包括：

步骤1021、基于第一波束接收到的应答信号，计算第一波束对应的信噪比。

示例性的，当波束B3接收到无人机的应答信号时，即接收到无人机发送的回复指令Ack_Cmd时，计算波束B3对应的信噪比S3。其中，可以通过无人机发送的应答信号中物理层编码的用于同步和信道估计的两个同步头计算信噪比S3，此为现有技术，本发明在此不再赘述。

步骤1022、控制船载天线依次采用至少一个第二波束发送扫描同步帧。

其中，至少一个第二波束的总覆盖范围不小于120°，且至少一个第二波束为位于第一波束一侧的相邻波束。

在本实施例中，波束B1和B2位于波束B3的一侧，且与波束B3相邻，波束B1和B2的覆盖范围分别为70°，则波束B1和B2的总覆盖范围大于120°。控制船载天线先采用波束B2发送扫描同步帧，并等待时间T。若波束B2在时间T内接收到无人机发送的应答信号，则执行步骤1023。若波束B2在时间T内未接收到无人机发送的应答信号，则执行步骤1024。

然后控制船载天线采用波束B1继续发送扫描同步帧，并等待时间T。若波束B1在时间T内接收到无人机发送的应答信号，则执行步骤1023。若波束B1在时间T内未接收到无人机发送的应答信号，则执行步骤1024。

步骤1023、计算接收到应答信号的第二波束对应的信噪比。

示例性地，假设波束B1和B2均接收到应答信号，则分别计算波束B1对应的信噪比S1，波束B2对应的信噪比S2。

步骤1024、控制船载天线依次采用至少一个第三波束发送扫描同步帧。

其中至少一个第三波束的总覆盖范围为120°，且至少一个第三波束为位于第一波束另一侧的相邻波束。

在本实施例中，波束B4和B5位于波束B3的另一侧，且与波束B3相邻，波束B4和B5的覆盖范围分别为70°，则波束B4和B5的总覆盖范围大于120°。控制船载天线先采用波束B4发送扫描同步帧，并等待时间T。若波束B4在时间T内接收到无人机发送的应答信号，则执行步骤1025。若波束B2在时间T内未接收到无人机发送的应答信号，则执行步骤1026。

然后控制船载天线采用波束B5继续发送扫描同步帧，并等待时间T。若波束B5在时间T内接收到无人机发送的应答信号，则执行步骤1025。若波束B5在时间T内未接收到无人机发送的应答信号，则执行步骤1026。

步骤1025、计算接收到应答信号的第三波束对应的信噪比。

示例性地，假设波束B4和B5均接收到应答信号，则分别计算波束B4对应的信噪比S4，波束B5对应的信噪比S5。

步骤1026、选取信噪比大的波束作为通信主波束。

具体地，比较步骤1021、步骤1023和步骤1025中计算出的信噪比S1、S2、S3、S4和S5的大小，选取信噪比大的波束作为通信主波束。例如：S3＞S2＞S4＞S1＞S5时，选取波束B3为通信主波束。

通过选取信噪比最大的波束与无人机通信，以使得船载天线的主瓣与机载天线的主瓣对准，保证船舶与无人机的通信质量。

步骤103、采用通信主波束与无人机通信，以周期性地获取无人机的位置信息。

步骤104、根据无人机的位置信息和船载天线所在船舶的姿态位置信息，重新确定通信主波束。

具体地，图5是本发明实施例中步骤104的方法流程图，如图5所示，该步骤104可以包括：

步骤1041、根据周期性获取的无人机的位置信息，得到无人机的飞行速度和飞行轨迹。

具体地，在执行完步骤102后，船载天线采用波束B3与无人机进行通信，在通信过程中，无人机会周期性地向船舶发送其位置信息，船舶则可以周期性地获取无人机的位置信息并根据多次获取到的无人机的位置信息得到无人机的飞行速度和飞行轨迹。

无人机的位置信息可由无人机上的定位模块确定，然后无人机上的终端利用机载天线发送给船载终端。

步骤1042、预测无人机在设定时间内的飞行趋势。

具体地，根据无人机的飞行速度和飞行轨迹，可以预测出无人机在一段时间内的飞行趋势。其中无人机的飞行趋势包括无人机在设定时间内的各个时刻对应的位置信息以及航向信息。

例如，根据无人机的飞行轨迹判断无人机当前处于直线飞行状态，则可以预测无人机在设定时间内也会一直处于直线飞行状态，且根据无人机的飞行速度，可以预测在设定时间内无人机的飞行距离，从而确定无人机的位置信息。

步骤1043、周期性的获取船舶的姿态位置信息，得到船舶的航行速度和航迹。

具体地，船舶可以通过船载导航系统获取船舶自身的位置信息和船体姿态信息。还可以在船舶上设置一个GPS(Global Positioning System，中文：全球定位系统)/北斗定位模块，以获取船舶的姿态位置信息。

步骤1044、确定船舶在设定时间内的航行趋势。

具体地，根据船舶的航行速度和航迹，可以预测出船舶在一段时间内的航行趋势。或者船舶自身设置有航迹，通过直接获取船舶自身的航迹信息，也可得到船舶在一段时间内的航行趋势。

其中，船舶的航行趋势包括船舶在设定时间内的各个时刻对应的位置信息以及船舶的姿态信息。

例如，根据船舶的航迹判断船舶当前处于正向航行状态，则可以预测船舶在设定时间内也会一直处于正向航行状态，且根据船舶的航行速度，可以预测在设定时间内船舶的航行距离，从而确定船舶的位置信息。

步骤1045、根据无人机的飞行趋势和船舶的航行趋势，重新选取通信主波束。

具体地，根据无人机的飞行趋势和船舶的航行趋势，计算经过设定时间后无人机与船舶的相对位置。

根据无人机与船舶的相对位置判断无人机是否超出当前通信主波束的覆盖范围。

具体地，根据船舶的航行趋势可以知道船舶的位置信息以及航向，从而可以确定出船舶上的当前通信主波束的覆盖范围。然后根据无人机的飞行趋势可以知道无人机的位置信息以及飞行方向，从而可以判断无人机是否超出当前通信主波束的覆盖范围。

当无人机超出当前通信主波束的覆盖范围时，重新选取通信主波束。

例如，当判断无人机经过设定时间后，会飞出波束B3的覆盖范围，到达波束B2的覆盖范围内，则自动选取波束B2为通信主波束。

需要说明的是，在船舶与无人机的通信过程中，船舶会持续周期性的获取无人机的位置信息，自动切换通信主波束与无人机进行通信，以使得船载天线的波束主瓣与机载天线的波束主瓣始终保持对准状态，保障船舶与无人机的通信质量。采用本发明实施例的机载天线以及机载天线的控制方法可以最终实现传输距离达到100公里，网络通信速率不低于4Mbps的目标。

本发明实施例通过控制船载天线采用波束扫描的方式发送扫描同步帧，并在每次发送扫描同步帧后的设定时长内等待无人机发送的应答信号，当采用第一波束接收到无人机发送的应答信号时，基于第一波束确定用于与无人机通信的通信主波束，采用通信主波束与无人机通信，以周期性地获取无人机的位置信息，根据无人机的位置信息和船载天线所在船舶的姿态位置信息，重新确定通信主波束。当船舶和无人机的相对位置发生变化时，船载天线可根据无人机的位置信息和船载天线所在船舶的姿态位置信息重新确定通信主波束，然后采用重新确定的通信主波束与无人机进行通信，无需人为的去调整船舶上的定向天线的位置，省时省力。

本发明实施例提供了一种用于海上无人机的船载天线控制装置，图6是本发明实施例提供的用于海上无人机的船载天线控制装置的结构示意图，如图6所示，该装置包括控制装置610、第一确定模块620、位置信息获取模块630和第二确定模块640。

控制模块610，用于控制船载天线采用波束扫描的方式发送扫描同步帧，并在每次发送扫描同步帧后的设定时长内等待无人机发送的应答信号。

第一确定模块620，用于当采用第一波束接收到无人机发送的应答信号时，基于第一波束确定用于与无人机通信的通信主波束。

位置信息获取模块630，用于采用通信主波束与无人机通信，以周期性地获取无人机的位置信息。

第二确定模块640，用于根据无人机的位置信息和船载天线所在船舶的姿态位置信息，重新确定通信主波束。

进一步地，控制模块610还用于控制船载天线通过任意一个波束发送扫描同步帧，并在设定时间内等待无人机发送的应答信号。具体可参见上述步骤1011。若在设定时间内未接收到无人机发送的应答信号，则采用下一波束发送扫描同步帧，下一波束为与任意一个波束相邻的波束。具体可参见上述步骤1012。

进一步地，控制模块610还用于控制船载天线依次采用至少一个第二波束发送扫描同步帧，具体控制过程可参见步骤1022。并控制船载天线依次采用至少一个第三波束发送扫描同步帧，具体控制过程可参见步骤1024。其中，至少一个第二波束的总覆盖范围不小于120°，且至少一个第二波束为位于第一波束一侧的相邻波束，至少一个第三波束的总覆盖范围不小于120°，且至少一个第三波束为位于第一波束另一侧的相邻波束。

进一步地，第一确定模块620还用于基于第一波束接收到的应答信号，计算第一波束对应的信噪比。具体过程可参见上述步骤1021。计算接收到应答信号的第二波束对应的信噪比，具体过程可参见上述步骤1023。计算接收到应答信号的第三波束对应的信噪比，具体过程可参见上述步骤1025。选取信噪比大的波束作为通信主波束，具体过程可参见上述步骤1026。

进一步地，第二确定模块640还用于根据周期性获取的无人机的位置信息，得到无人机的飞行速度和飞行轨迹，预测无人机在设定时间内的飞行趋势，周期性的获取船舶的姿态位置信息，得到船舶的航行速度和航迹，确定船舶在设定时间内的航行趋势，根据无人机的飞行趋势和船舶的航行趋势，重新选取通信主波束。具体控制过程可参见上述步骤1041～1045。

进一步地，第二确定模块640还用于根据无人机的飞行趋势和船舶的航行趋势计算经过设定时间后，无人机与船舶的相对位置，根据相对位置判断无人机是否超出当前通信主波束的覆盖范围，当无人机超出当前通信主波束的覆盖范围时，重新选取通信主波束。

本发明实施例通过控制船载天线采用波束扫描的方式发送扫描同步帧，并在每次发送扫描同步帧后的设定时长内等待无人机发送的应答信号，当采用第一波束接收到无人机发送的应答信号时，基于第一波束确定用于与无人机通信的通信主波束，采用通信主波束与无人机通信，以周期性地获取无人机的位置信息，根据无人机的位置信息和船载天线所在船舶的姿态位置信息，重新确定通信主波束。当船舶和无人机的相对位置发生变化时，船载天线可根据无人机的位置信息和船载天线所在船舶的姿态位置信息重新确定通信主波束，然后采用重新确定的通信主波束与无人机进行通信，无需人为的去调整船舶上的定向天线的位置，省时省力。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于海上无人机的船载天线控制方法，其特征在于，所述方法包括：

控制船载天线采用波束扫描的方式发送扫描同步帧，并在每次发送所述扫描同步帧后的设定时长内等待无人机发送的应答信号；

当采用第一波束接收到所述无人机发送的应答信号时，基于所述第一波束和所述第一波束的相邻波束确定用于与所述无人机通信的通信主波束；

采用所述通信主波束与所述无人机通信，以周期性地获取所述无人机的位置信息；

根据所述无人机的位置信息和所述船载天线所在船舶的姿态位置信息，重新确定所述通信主波束；

所述根据所述无人机的位置信息和所述船载天线所在船舶的姿态位置信息，重新确定所述通信主波束，包括：

根据周期性获取的所述无人机的位置信息，得到所述无人机的飞行速度和飞行轨迹；

预测所述无人机在设定时间内的飞行趋势；

周期性的获取所述船舶的姿态位置信息，得到所述船舶的航行速度和航迹；

确定所述船舶在设定时间内的航行趋势；

根据所述无人机的飞行趋势和所述船舶的航行趋势，重新选取通信主波束；

所述根据所述无人机的飞行趋势和所述船舶的航行趋势，重新选取通信主波束，包括：

根据所述无人机的飞行趋势和所述船舶的航行趋势计算经过所述设定时间后，所述无人机与所述船舶的相对位置；

根据所述相对位置判断所述无人机是否超出当前通信主波束的覆盖范围；

当所述无人机超出当前通信主波束的覆盖范围时，重新选取通信主波束。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一波束和所述第一波束的相邻波束确定用于与无人机通信的通信主波束，包括：

基于所述第一波束接收到的所述应答信号，计算所述第一波束对应的信噪比；

控制所述船载天线依次采用至少一个第二波束发送所述扫描同步帧，所述至少一个第二波束的总覆盖范围不小于120°，且所述至少一个第二波束为位于所述第一波束一侧的相邻波束；

计算接收到所述应答信号的所述第二波束对应的信噪比；

控制所述船载天线依次采用至少一个第三波束发送所述扫描同步帧，所述至少一个第三波束的总覆盖范围不小于120°，且所述至少一个第三波束为位于所述第一波束另一侧的相邻波束；

计算接收到所述应答信号的所述第三波束对应的信噪比；

选取信噪比大的波束作为所述通信主波束。

3.根据权利要求1-2任一项所述的方法，其特征在于，所述控制船载天线采用波束扫描的方式发送扫描同步帧，并在每次发送扫描同步帧后的设定时间内等待无人机发送的应答信号，包括：

控制所述船载天线通过任意一个波束发送所述扫描同步帧，并在设定时间内等待无人机发送的应答信号；

若在设定时间内未接收到所述无人机发送的应答信号，则采用下一波束发送所述扫描同步帧，所述下一波束为与所述任意一个波束相邻的波束。

4.一种用于海上无人机的船载天线控制装置，其特征在于，所述装置包括：

控制模块，用于控制船载天线采用波束扫描的方式发送扫描同步帧，并在每次发送所述扫描同步帧后的设定时长内等待无人机发送的应答信号；

第一确定模块，用于当采用第一波束接收到所述无人机发送的应答信号时，基于所述第一波束和所述第一波束的相邻波束确定用于与所述无人机通信的通信主波束；

位置信息获取模块，用于采用所述通信主波束与所述无人机通信，以周期性地获取所述无人机的位置信息；

第二确定模块，用于根据所述无人机的位置信息和所述船载天线所在船舶的姿态位置信息，重新确定所述通信主波束；

所述第二确定模块还用于根据周期性获取的所述无人机的位置信息，得到所述无人机的飞行速度和飞行轨迹；预测所述无人机在设定时间内的飞行趋势；周期性的获取所述船舶的姿态位置信息，得到所述船舶的航行速度和航迹；确定所述船舶在设定时间内的航行趋势；根据所述无人机的飞行趋势和所述船舶的航行趋势，重新选取通信主波束；

第二确定模块还用于根据所述无人机的飞行趋势和所述船舶的航行趋势计算经过所述设定时间后，所述无人机与所述船舶的相对位置；根据所述相对位置判断所述无人机是否超出当前通信主波束的覆盖范围；当所述无人机超出当前通信主波束的覆盖范围时，重新选取通信主波束。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述控制模块还用于控制所述船载天线依次采用至少一个第二波束发送所述扫描同步帧，并控制所述船载天线依次采用至少一个第三波束发送所述扫描同步帧，所述至少一个第二波束的总覆盖范围不小于120°，且所述至少一个第二波束为位于所述第一波束一侧的相邻波束，所述至少一个第三波束的总覆盖范围不小于120°，且所述至少一个第三波束为位于所述第一波束另一侧的相邻波束；

所述第一确定模块还用于基于所述第一波束接收到的所述应答信号，计算所述第一波束对应的信噪比，计算接收到所述应答信号的所述第二波束对应的信噪比，计算接收到所述应答信号的所述第三波束对应的信噪比，并选取信噪比大的波束作为所述通信主波束。

6.根据权利要求4-5任一项所述的装置，其特征在于，所述控制模块用于控制所述船载天线通过任意一个波束发送所述扫描同步帧，并在设定时间内等待无人机发送的应答信号；若在设定时间内未接收到所述无人机发送的应答信号，则采用下一波束发送所述扫描同步帧，所述下一波束为与所述任意一个波束相邻的波束。

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