CN109309521A - 一种rtk基站装置、信号交互系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种RTK基站装置、信号交互系统及其方法。该装置包括：基站主体，包括框架和主控模块；顶部天线，所述顶部天线位于基站主体框架的顶部，主要用于对空中覆盖无线电波；底部天线，所述底部天线位于基站主体框架的底部，主要用于对地面覆盖无线电波；其中，所述主控模块包括天线选择单元；所述天线选单元与顶部天线和底部天线分别通信连接，用于根据待发送信号的目标覆盖区域，切换地控制顶部天线和/或底部天线发出所述待发送信号。通过该装置解决了现有技术中只能向部分区域内辐射能量的问题，或者辐射能量不均衡，不能实现通信的全面覆盖的问题，实现了同时满足对地面通信和对空中通信的需求，实现通信的全面覆盖的有益效果。

Description

一种RTK基站装置、信号交互系统及其方法
技术领域
本发明实施例涉及无人飞行器技术领域，尤其涉及一种RTK基站装置、信号交互系统及其方法。
背景技术
随着无人飞行器的普及，越来越多的用户开始将无人机运用于各个领域。尤其是将无人机用于RTK(Real-time kinematic，实时动态)差分定位技术，越来越受到关注。
现有技术中的天线并不是以一个点为圆心，产生球形的辐射能量，天线安装于设备中后，方向图很可能发生变形，有的方向被削弱，因此存在只能向部分区域内辐射能量的问题，或者说不同方向能量不均衡问题，不能实现通信的全面覆盖。能量不均衡造成的影响是有的方向通信距离较远，有的方向较近。
发明内容
本发明提供一种RTK基站装置、信号交互系统及其方法，以实现同时满足对地通信和对空通信的需求，实现通信的全面覆盖。
第一方面，本发明实施例提供了一种RTK基站装置，包括：
基站主体，包括框架和主控模块；
顶部天线，所述顶部天线位于基站主体框架的顶部，用于对空覆盖无线电波，包括平面天线单元；
底部天线，所述底部天线位于基站主体框架的底部，用于对地面覆盖无线电波，包括棒状全向天线单元；
其中，所述主控模块包括天线选择单元；所述天线选单元与顶部天线和底部天线分别通信连接，用于根据待发送信号的目标覆盖区域，切换地控制顶部天线和/或底部天线发出所述待发送信号。
第二方面，本发明实施例还提供了一种信号交互系统，包括如任一实施例所述的RTK基站装置、飞行器和天线选择装置；
所述天线选择装置用于产生天线选择信号；
所述RTK基站装置根据接收到的天线选择信号，控制顶部天线和/或底部天线向所述飞行器发送待发送信号。
第三方面，本发明实施例还提供了一种信号交互方法，基于任一实施例所述的RTK基站装置来实现，所述方法包括：
所述RTK基站装置的主控模块接收天线选择信号；
当所述天线选择信号为双路发送信号时，则通过顶部天线和底部天线共同发送待发送信号；
当所述天线选择信号为单路发送信号时，则通过顶部天线或底部天线发送待发送信号。
本发明通过在基站主体上设置顶部天线和底部天线，解决了现有技术中只能向部分区域内辐射能量的问题，不同方向能量不均衡，不能实现通信的全面覆盖的问题，实现了同时满足对地通信和对空通信的需求，实现通信的全面覆盖的有益效果。
附图说明
图1A为本发明实施例一提供的一种RTK基站装置的结构图；
图1B是本发明实施例一提供的一种RTK基站装置的位置结构图；
图2为本发明实施例二提供的一种信号交互系统的结构示意图；
图3为本发明实施例三提供的一种信号交互方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1A为本发明实施例一提供的一种RTK基站装置的结构图；图1B是本发明实施例一提供的一种RTK基站装置的位置结构图。该RTK基站装置用于根据待发送信号的目标覆盖区域，切换地控制顶部天线和/或底部天线发出所述待发送信号。其中，天线是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波，或者进行相反的变换。在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。此外，在用电磁波传送能量方面，非信号的能量辐射也需要天线。一般天线都具有可逆性，即同一副天线既可用作发射天线，也可用作接收天线。同一天线作为发射或接收的基本特性参数是相同的。本发明默认通过发出待发送信号的天线进行信号的接收。
结合图1A和图1B，本实施例提供的RTK基站装置，包括：
基站主体，包括框架和主控模块。
其中，框架是指基站主体的外部结构，通过该框架构成的实体结构才可以容纳主控模块，也才可以基于该框架安装顶部天线和底部天线。基站框架可以是内部有空间的长方体结构、圆柱结构或其他结构，只要可以用于安装主控模块、顶部天线和底部天线即可。
其中，所述主控模块包括天线选择单元；所述天线选择单元与顶部天线和底部天线分别通信连接。
顶部天线，所述顶部天线位于基站主体框架的顶部，主要用于对空覆盖无线电波，包括平面天线单元。
其中，顶部天线采用平面天线，顶部天线的能量辐射为上半球状，向对空方向辐射能量为主，主要用于对空通信。所述顶部天线单元包括至少一个下列微带天线：带有实时动态天线模块的微带天线；传递通用无线通信信号的微带天线；传递专用无线通信信号的微带天线。
底部天线，所述底部天线位于基站主体框架的底部，用于对地面覆盖无线电波通信，包括棒状全向天线单元。
其中，底部天线为棒状全向天线，底部天线的能量辐射为苹果状，向在棒状为核心向水平面方向辐射能量为主。所述底部天线单元包括传递专用无线通信信号的全向棒状天线。
具体的，主控模块包括天线选择单元，该所述天线选单元与顶部天线和底部天线分别通信连接，用于根据待发送信号的目标覆盖区域，切换地控制顶部天线和/或底部天线发出所述待发送信号。
具体的，可以理解为RTK基站装置提供三种天线组合方式：通过顶部天线发送待发送信号、通过底部天线待发送信号或者通过顶部天线和底部天线一起发送待发送信号。具体采用哪种方式发送待发送信号，可以通过根据信号覆盖区域的需要来确定。
在上述实施例的基础上，所述RTK基站装置还包括实时动态单元；其中，所述实时动态单元用于产生数据报文作为待发送信号。数据报文经过信号处理单元和射频前端单元的处理后转换为待发送信号；实时动态单元不直接产生无线形式的待发送信号。
其中，数据报文是指RTCM(Radio Technical Commission for Maritimeservices，国际海运事业无线电技术委员会)数据，即符合国际海运事业无线电技术委员会制定的规范的数据。实时动态单元是指基于载波相位差分技术构建的单元，是实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法，将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标。
具体的，实时动态单元产生符合国际海运事业无线电技术委员会制定的规范的数据作为待发送信号。
在上述实施例的基础上，所述主控模块包括信号处理单元、第一射频前端单元和第二射频前端单元；所述信号处理单元通过第一射频前端单元与顶部天线连接，其中，信号处理单元用于将数据报文按照通用无线通信方式进行处理，和/或用于将数据报文按照专用无线通信方式进行处理；所述信号处理单元通过第二射频前端单元与底部天线连接，其中，信号处理单元用于将数据报文按照专用无线通信方式进行封装。
其中，信号处理单元是用于对数据报文进行封装的单元，信号处理单元可以对数据报文进行不同的封装处理。如信号处理单元可以将数据报文按照通用无线通信方式进行处理，也可以将数据报文按照专用无线通信方式进行处理。其中，无线通信方式包括下列至少一种方式：3G通信方式、4G通信方式、蓝牙方式和无线局域网方式。所述专用无线通信方式包括无线电台通信方式和专用无线局域网方式。
其中，所述第一射频前端单元与第二射频前端单元用于对待发送信号用进行放大和滤波处理。射频前端单元用于放大从信号处理单元处接收到的经过封装之后的待发送信号。第一射频前端单元与第二射频前端单元的设置可以一样，即可有完成所有类别的待发送信号的放大和滤波处理，也可以与其各自连接的顶部天线或底部天线的类别相对应，只包括放大和滤波部分类别的待发送信号的功能。
具体的，信号处理单元将数据报文按照通用无线通信方式或用无线通信方式进行封装处理，处理后的待发送信号由第一射频前端单元和/或第二射频前端单元进行信号放大和滤波处理，然后通过顶部天线和/或底部天线发出。
本发明实施例通过在基站主体上设置顶部天线和底部天线，解决了现有技术中只能向部分区域内辐射能量的问题，不能实现通信的全面覆盖的问题，实现了同时满足对地通信和对空通信的需求，实现通信的全面覆盖的有益效果。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的一种信号交互系统的结构示意图。如图2所示，该信号交互系统，包括如实施例一所述的RTK基站装置、飞行器和天线选择装置。
所述天线选择装置用于产生天线选择信号；所述RTK基站装置根据接收到的天线选择信号，控制顶部天线和/或底部天线向所述飞行器发送待发送信号。
其中，天线选择装置可以是计算机组件、可以是移动终端也可以是用户控制的遥控手柄等。
具体的，天线选择装置用于产生天线选择信号，该天线选择信号指定一个或两个天线为目标覆盖区域；主控模块中的天线选择单元接收天线选择信号，根据待发送信号的目标覆盖区域(顶部天线、底部天线或者顶部天线和底部天线一起)确定顶部天线和/或底部天线发出所述待发送信号。确定完毕后，由于天线选择单元与顶部天线和底部天线分别通信连接，因此可以控制顶部天线和/或底部天线发出所述待发送信号。
本实施例提供的系统可以适用于实施例一提供的RTK基站装置，具备相应的功能和有益效果。
实施例三
图3为本发明实施例三提供的一种信号交互方法的流程图。本实施例可适用于如本发明任意实施例所述的顶部天线和底部天线切换的场景，该方法由主控模块来执行，该主控模块可通过硬件和/或软件的方式实现，并一般可集成于RTK基站装置中。参考图3，本实施例具体包括如下步骤：
S101、所述RTK基站装置的主控模块接收天线选择信号。
具体的，天线选择装置用于产生天线选择信号，该天线选择信号指定一个或两个天线为发射载体；主控模块中的天线选择单元接收天线选择信号，根据待发送信号的目标覆盖区域(顶部天线、底部天线或者顶部天线和底部天线一起)确定顶部天线和/或底部天线发出所述待发送信号。确定完毕后，由于天线选择单元与顶部天线和底部天线分别通信连接，因此可以控制顶部天线和/或底部天线发出所述待发送信号。
S102、当所述天线选择信号为双路发送信号时，则通过顶部天线和底部天线共同发送待发送信号。
具体的，主控模块分析接收到的天线选择信号，若天线选择信号为双路发送信号时，则通过顶部天线和底部天线共同发送待发送信号。
S103、当所述天线选择信号为单路发送信号时，则通过顶部天线或底部天线发送待发送信号。
具体的，主控模块分析接收到的天线选择信号，当所述天线选择信号为单路发送信号时，则通过顶部天线或底部天线发送待发送信号。
在上述实施例的基础上，步骤S103包括：
主控模块接收到的天线选择信号为单路发送信号时，判断所述天线选择信号为对空单路发送信号或对地单路发送信号；若所述天线选择信号为对空单路发送信号，则通过顶部天线发送待发送信号；若所述天线选择信号为对地单路发送信号，则通过底部天线发送待发送信号。
本发明实施例通过在基站主体上设置顶部天线和底部天线，解决了现有技术中只能向部分区域内辐射能量的问题，不能实现通信的全面覆盖的问题，实现了同时满足对地通信和对空通信的需求，实现通信的全面覆盖的有益效果。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (11)

1.一种RTK基站装置，其特征在于，包括：
基站主体，包括框架和主控模块；
顶部天线，所述顶部天线位于基站主体框架的顶部，用于对空中覆盖无线电波，包括平面天线单元；
底部天线，所述底部天线位于基站主体框架的底部，用于对地面覆盖无线电波，包括棒状全向天线单元；
其中，所述主控模块包括天线选择单元；所述天线选择单元与顶部天线和底部天线分别通信连接，用于根据待发送信号的目标覆盖区域，切换地控制顶部天线和/或底部天线发出所述待发送信号。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述RTK基站装置还包括实时动态单元；其中，所述实时动态单元用于产生数据报文作为待发送信号。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述主控模块包括信号处理单元、第一射频前端单元和第二射频前端单元；
所述信号处理单元通过第一射频前端单元与顶部天线连接，其中，信号处理单元用于将数据报文按照通用无线通信方式进行处理，和/或用于将数据报文按照专用无线通信方式进行处理；
所述信号处理单元通过第二射频前端单元与底部天线连接，其中，信号处理单元用于将数据报文按照专用无线通信方式进行封装。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述顶部天线单元包括至少一个下列微带天线：
带有实时动态天线模块的微带天线；
传递通用无线通信信号的微带天线；
传递专用无线通信信号的微带天线。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述底部天线单元包括传递专用无线通信信号的全向棒状天线。
6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一射频前端单元与第二射频前端单元用于对待发送信号用进行放大和滤波处理。
7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述通用无线通信方式包括下列至少一种方式：3G通信方式、4G通信方式、蓝牙方式和无线局域网方式。
8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述专用无线通信方式包括无线电台通信方式和专用无线局域网方式。
9.一种信号交互系统，其特征在于，包括如权利要求1-8任一所述的RTK基站装置、飞行器和天线选择装置；
所述天线选择装置用于产生天线选择信号；
所述RTK基站装置根据接收到的天线选择信号，控制顶部天线和/或底部天线向所述飞行器发送待发送信号。
10.一种信号交互方法，基于权利要求1-8任一所述的RTK基站装置来实现，其特征在于，所述方法包括：
所述RTK基站装置的主控模块接收天线选择信号；
当所述天线选择信号为双路发送信号时，则通过顶部天线和底部天线共同发送待发送信号；
当所述天线选择信号为单路发送信号时，则通过顶部天线或底部天线发送待发送信号。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述当所述天线选择信号为单路发送信号时，则通过顶部天线或底部天线发送待发送信号，包括：
主控模块接收到的天线选择信号为单路发送信号时，判断所述天线选择信号为对空单路发送信号或对地单路发送信号；
若所述天线选择信号为对空单路发送信号，则通过顶部天线发送待发送信号；
若所述天线选择信号为对地单路发送信号，则通过底部天线发送待发送信号。
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