CN111459074B - 一种新型无人机地面站指控方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型无人机地面站指控方法。包括依次给五个通用操作席位分别设置编号，当获取到指控模式切换指令时，将指控模式切换指令导入至预设的数据库中，获得对应的指控模式调整信息；根据指控模式调整信息对各个编号的通用操作席位进行调整。本发明通用性强，可以实现不同无人机平台之间的互操作；交互性强、可视化水平高，可以提高无人机操作员执行任务时的态势感知能力、反应速度和决策效率，人机工程友好，减轻操作人员的任务负荷和疲劳感。
Description
技术领域
本发明涉及无人机指挥控制领域，特别是涉及一种新型无人机地面站指控方法及装置。
背景技术
无人机地面站是无人机系统的重要组成部分，是整个无人机系统的命令和控制中心，被称为无人机系统的“大脑”。其主要功能有：导航与任务规划、视距/卫通数据链接入与状态监控、飞行控制与状态监控、任务载荷控制与状态监控、图像处理与显示、数据处理与存储等。无人机地面站系统的设计质量在很大程度上会影响着无人机的整体性能。目前，无人机通用地面站的指控系统通用性和交互性水平不高，需要操作人员繁琐的操作来切换指控模式，增加了操作人员的任务负荷和疲劳感。
发明内容
本发明目的是提供一种新型无人机地面站指控方法及装置，能够减轻操作人员的任务负荷和疲劳感。
根据本发明的第一方面，提供了一种新型无人机地面站指控方法，包括：
依次给五个通用操作席位分别设置编号，当获取到指控模式切换指令时，将指控模式切换指令导入至预设的数据库中，获得对应的指控模式调整信息；
根据指控模式调整信息对各个编号的通用操作席位进行调整。
进一步的，“根据指控模式调整信息对各个编号的通用操作席位进行调整”具体包括：
若指控模式调整信息为一站单机模式，则将编号为1的通用操作席位设置为飞控席位，将编号为2的通用操作席位设置为光电载荷席，则将编号为3的通用操作席位设置为链路席，则将编号为4的通用操作席位设置为任务规划席，则将编号为5的通用操作席位设置为SAR雷达席。
进一步的，“根据指控模式调整信息对各个编号的通用操作席位进行调整”具体包括：
若指控模式调整信息为一站双机模式，则将编号为1的通用操作席位设置为一号机飞控席位，将编号为2的通用操作席位设置为一号机载荷席，则将编号为3的通用操作席位设置为链路席，则将编号为4的通用操作席位设置为二号机飞控席位，则将编号为5的通用操作席位设置为二号机载荷席。
进一步的，“根据指控模式调整信息对各个编号的通用操作席位进行调整”具体包括：
若指控模式调整信息为模拟训练模式，则接入仿真工作站并开启飞控仿真软件、载荷仿真软件、视景仿真软件。
根据本发明的第二方面，提供了一种新型无人机地面站指控装置，包括：
获取模块：依次给五个通用操作席位分别设置编号，当获取到指控模式切换指令时，将指控模式切换指令导入至预设的数据库中，获得对应的指控模式调整信息；
处理模块：根据指控模式调整信息对各个编号的通用操作席位进行调整。
进一步的，处理模块包括：
第一判断单元：若指控模式调整信息为一站单机模式，则将编号为1的通用操作席位设置为飞控席位，将编号为2的通用操作席位设置为光电载荷席，则将编号为3的通用操作席位设置为链路席，则将编号为4的通用操作席位设置为任务规划席，则将编号为5的通用操作席位设置为SAR雷达席。
进一步的，处理模块包括：
第二判断单元：若指控模式调整信息为一站双机模式，则将编号为1的通用操作席位设置为一号机飞控席位，将编号为2的通用操作席位设置为一号机载荷席，则将编号为3的通用操作席位设置为链路席，则将编号为4的通用操作席位设置为二号机飞控席位，则将编号为5的通用操作席位设置为二号机载荷席。
进一步的，处理模块包括：
第三判断单元：若指控模式调整信息为模拟训练模式，则接入仿真工作站并开启飞控仿真软件、载荷仿真软件、视景仿真软件。
本发明的有益效果为：提高了无人机通用地面站的通用性和交互性水平，为无人机系统提供一种性能良好的地面指控平台。通用性强，可以实现不同无人机平台之间的互操作；交互性强、可视化水平高，可以提高无人机操作员执行任务时的态势感知能力、反应速度和决策效率；人机工程友好，减轻操作人员的任务负荷和疲劳感。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的一种新型无人机地面站指控方法的流程图；
图2是根据本发明一实施例的一种新型无人机地面站指控装置的结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1示出了根据本发明一实施例的一种新型无人机地面站指控方法的流程，包括：
S11、依次给五个通用操作席位分别设置编号，当获取到指控模式切换指令时，将指控模式切换指令导入至预设的数据库中，获得对应的指控模式调整信息。
本方法的执行主体可以是控制器。
在本说明书实施例中，控制器首先会对通用操作席位进行编号设置，使每一个通用操作席位有一个唯一的编号，以便后续对相应编号的通用操作席位进行控制与调整，当控制器获取到操作人员发送来的指控模式切换指令后，控制器会将指控模式切换指令导入至预设的数据库中，在预设的数据库内预先存储有不同指控模式切换指令所对应的模式的类别和具体操作指令，即对应的指控模式调整信息。
S12、根据指控模式调整信息对各个编号的通用操作席位进行调整。
在本说明书实施例中，控制器在成功获取到指控模式调整信息后，会根据指控模式调整信息的具体内容对每一个编号的通用操作席位进行对应的调整。
作为优选实施例，“根据指控模式调整信息对各个编号的通用操作席位进行调整”具体包括：
若指控模式调整信息为一站单机模式，则将编号为1的通用操作席位设置为飞控席位，将编号为2的通用操作席位设置为光电载荷席，则将编号为3的通用操作席位设置为链路席，则将编号为4的通用操作席位设置为任务规划席，则将编号为5的通用操作席位设置为SAR雷达席。
在本说明书实施例中，飞控席位主要完成飞行控制，飞行参数显示及航迹显示，设备状态及报警，发送遥控指令，提供机载GPS数据和高度数据给链路控制席位，同时飞控席位还可以完成无人机地检。载荷控制席位主要完成光电载荷的状态监视、操纵、图像数据解压与显示等功能，同时作为飞控席位的冷备份，确保飞行安全。链路控制席位主要完成对地面及机载链路设备的监控及故障报警，完成链路选择和参数设置，完成下行遥测数据接收与管理。任务规划席位能够执行无人机飞行任务航迹预规划与在线规划，能够融合无人机侦察情报信息，显示在三维态势软件上，辅助操作人员进行指挥决策。SAR控制席位主要完成SAR状态监控、SAR图像数据处理等功能。通侦席主要完成通信侦查，收集敌方无线电通信信息，辅助任务规划。雷侦席主要完成雷达侦查，收集敌方雷达信息，辅助任务规划。
作为优选实施例，“根据指控模式调整信息对各个编号的通用操作席位进行调整”具体包括：
若指控模式调整信息为一站双机模式，则将编号为1的通用操作席位设置为一号机飞控席位，将编号为2的通用操作席位设置为一号机载荷席，则将编号为3的通用操作席位设置为链路席，则将编号为4的通用操作席位设置为二号机飞控席位，则将编号为5的通用操作席位设置为二号机载荷席。
在本说明书实施例中，此时，链路席位为两架飞机共用，每架飞机分别设置飞控席和载荷席，完成无人机的飞行控制和载荷控制。飞机上如果搭载通侦和雷侦，可采用对外引接的方式，实现载荷测控。
作为优选实施例，“根据指控模式调整信息对各个编号的通用操作席位进行调整”具体包括：
若指控模式调整信息为模拟训练模式，则接入仿真工作站并开启飞控仿真软件、载荷仿真软件、视景仿真软件。
在本说明书实施例中，通用地面站硬件系统中加入仿真工作站和仿真硬件，软件系统中增加飞控仿真、载荷仿真以及视景仿真软件，即可实现无人机模拟训练功能，模拟训练模式可以快速训练操作人员掌握无人机的基本操作知识，熟悉无人机任务的执行流程。
图2示出了根据本发明一实施例的一种新型无人机地面站指控装置的结构，包括：
获取模块21：依次给五个通用操作席位分别设置编号，当获取到指控模式切换指令时，将指控模式切换指令导入至预设的数据库中，获得对应的指控模式调整信息；
处理模块22：根据指控模式调整信息对各个编号的通用操作席位进行调整。
作为优选实施例，处理模块包括：
第一判断单元：若指控模式调整信息为一站单机模式，则将编号为1的通用操作席位设置为飞控席位，将编号为2的通用操作席位设置为光电载荷席，则将编号为3的通用操作席位设置为链路席，则将编号为4的通用操作席位设置为任务规划席，则将编号为5的通用操作席位设置为SAR雷达席。
作为优选实施例，处理模块包括：
第二判断单元：若指控模式调整信息为一站双机模式，则将编号为1的通用操作席位设置为一号机飞控席位，将编号为2的通用操作席位设置为一号机载荷席，则将编号为3的通用操作席位设置为链路席，则将编号为4的通用操作席位设置为二号机飞控席位，则将编号为5的通用操作席位设置为二号机载荷席。
作为优选实施例，处理模块包括：
第三判断单元：若指控模式调整信息为模拟训练模式，则接入仿真工作站并开启飞控仿真软件、载荷仿真软件、视景仿真软件。
本申请所基于的新型无人机通用地面站主要由硬件系统和软件系统两大部分组成，硬件系统主要包括方舱、通用操作席位、电子设备、内部接口、外部接口、供配电系统、环控照明系统。通用地面站硬件系统以方舱为载体，将所有设备集成在内，实现地面站的功能要求。软件系统主要包括：控制类软件、显示类软件、任务规划软件、情报分析与处理软件、三维态势软件、数据管理软件。其中，控制类软件包括链路控制软件、飞行控制软件、任务载荷控制软件；显示类软件包括链路状态显示、飞机综合状态信息显示、载荷状态显示、载荷图像显示。软件系统运行在硬件系统中电子设备上，通过软件界面实现人-机交互，完成无人机指控流程。
通用操作席位由操作台、输入设备和多个显控终端组成，提供人机交互硬件支持，实现软件系统的可视化显示，用于完成控制指令的发送和状态信息的获取。操作台一般采用钣金结构，满足人机工程学要求，搭配舒适座椅，减轻人员操作的疲劳感；输入设备包括：键鼠、摇杆、油门杆、触摸屏、话音设备等；显控终端一般采用高清液晶显示器，以合理的布局满足高可视化需求，最大限度减少操作人员获取信息的时间，提高工作效率。通过在通用操作席位上布置特定的软件，可将其定义成专用席位，如飞行控制席位、载荷控制席位、链路控制席位、任务规划席位等。
电子设备主要包括计算机、交换机等设备，计算机运行通用地面站所需的软件，交换机负责网络数据交换。计算机和交换机等设备需做冗余设计。
通用地面站内部接口采用全网络化设计，实现所有计算机的互联互通。地面站内通数据均通过网络通信，物理连接简单、可靠。通过IP和端口设置，可根据需要收发数据。
指控站内部接入网络由三部分组成：视距/卫星通信接入网络、指控/情报接入网络、视频监控接入网络。其中视距/卫通接入网络是整个指控站的核心，用于发送上行遥控数据，分发下行遥测数据；指控/情报接入网络主要是指控中心或情报网传输的信息，接入通用地面站网络，接收上级指挥控制要求，获取情报信息；视频监控接入网络主要为通用地面站周边环境监控视频接入站内，实时观察方舱外的信息。
通用指控站的外部接口主要包括：视距通信接口、卫星通信接口、指挥中心接口、视频监控接口和天线接口。指控站外部接口通过在方舱上设置信号孔口和天线孔口实现。
供配电系统包括：UPS不间断电源、配电箱、电源接入孔口等，具备短路、过载、漏电、浪涌保护功能。环控由空调、加热器、通风口组成。
照明分为：舱内照明系统和舱外照明系统。舱内照明系统包含照明灯和防空灯；舱外照明系统包含照明机构和照明灯，满足夜场作业需求。
冗余设计分别包括：
（1）视距通信主副双链路接入备份；
例如：视距通信链路可采用C主链路和L副链路双链路实现无人机测控，视距链路备份。
（2）视距通信链路和卫星通信链路双接入；
卫通和视距双套接入，可以互相切换控制权，大大增加了数据链可靠性。
（3）通用地面站内部双服务器备份；
实现地面站上下行数据双备份，包括链路数据接收、存储、分发，以及控制数据组帧、发送等。
（4）双网备份；
上下行数据接入网络，采用双网备份。
（5）通用操作席位采用双计算机备份；
为了进一步提高计算机操作系统和应用软件的可靠性，地面站内的计算机采用双机备份的方式进行工作。每台计算机上安装完全相同或部分相同的软件，当主机发生故障时，备机通过人工调用成为主机，完成相应席位软件的设备监控工作。
（6）计算机多网口备份；
每台计算机定制多个网口，互相备份。
（7）通用操作席位备份；
所有操作席位结构及布局相同，当其中一个席位发生故障时，可以使用其他几台席位替代完成任务。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其他实施例中所包括的某些特征而不是其他特征，但是不同的实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求的保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
本领域普通技术人员可以理解：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求所限定的范围。
Claims (4)
1.一种无人机地面站指控方法，其特征为，包括：
依次给五个通用操作席位分别设置编号，当获取到指控模式切换指令时，将所述指控模式切换指令导入至预设的数据库中，获得对应的指控模式调整信息；
根据所述指控模式调整信息对各个编号的通用操作席位进行调整；
“根据所述指控模式调整信息对各个编号的通用操作席位进行调整”具体包括：
若所述指控模式调整信息为一站单机模式，则将编号为1的通用操作席位设置为飞控席位，将编号为2的通用操作席位设置为光电载荷席，则将编号为3的通用操作席位设置为链路席，则将编号为4的通用操作席位设置为任务规划席，则将编号为5的通用操作席位设置为SAR雷达席；
“根据所述指控模式调整信息对各个编号的通用操作席位进行调整”具体包括：
若所述指控模式调整信息为一站双机模式，则将编号为1的通用操作席位设置为一号机飞控席位，将编号为2的通用操作席位设置为一号机载荷席，则将编号为3的通用操作席位设置为链路席，则将编号为4的通用操作席位设置为二号机飞控席位，则将编号为5的通用操作席位设置为二号机载荷席。
2.根据权利要求1所述的一种无人机地面站指控方法，其特征为，“根据所述指控模式调整信息对各个编号的通用操作席位进行调整”具体包括：
若所述指控模式调整信息为模拟训练模式，则接入仿真工作站并开启飞控仿真软件、载荷仿真软件、视景仿真软件。
3.一种无人机地面站指控装置，其特征为，包括：
获取模块：依次给五个通用操作席位分别设置编号，当获取到指控模式切换指令时，将所述指控模式切换指令导入至预设的数据库中，获得对应的指控模式调整信息；
处理模块：根据所述指控模式调整信息对各个编号的通用操作席位进行调整；
所述处理模块包括：
第一判断单元：若所述指控模式调整信息为一站单机模式，则将编号为1的通用操作席位设置为飞控席位，将编号为2的通用操作席位设置为光电载荷席，则将编号为3的通用操作席位设置为链路席，则将编号为4的通用操作席位设置为任务规划席，则将编号为5的通用操作席位设置为SAR雷达席；
所述处理模块包括：
第二判断单元：若所述指控模式调整信息为一站双机模式，则将编号为1的通用操作席位设置为一号机飞控席位，将编号为2的通用操作席位设置为一号机载荷席，则将编号为3的通用操作席位设置为链路席，则将编号为4的通用操作席位设置为二号机飞控席位，则将编号为5的通用操作席位设置为二号机载荷席。
4.根据权利要求3所述的一种无人机地面站指控装置，其特征为，所述处理模块包括：
第三判断单元：若所述指控模式调整信息为模拟训练模式，则接入仿真工作站并开启飞控仿真软件、载荷仿真软件、视景仿真软件。
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