CN111629329B - 应用5g天线进行信号传输的方法、装置及无人机系统 - Google Patents

应用5g天线进行信号传输的方法、装置及无人机系统 Download PDF

Info

Publication number
CN111629329B
CN111629329B CN202010507801.2A CN202010507801A CN111629329B CN 111629329 B CN111629329 B CN 111629329B CN 202010507801 A CN202010507801 A CN 202010507801A CN 111629329 B CN111629329 B CN 111629329B
Authority
CN
China
Prior art keywords
base station
unmanned aerial
aerial vehicle
antenna
signal receiver
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010507801.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111629329A (zh
Inventor
李诚龙
叶思源
陈伯建
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Electric Power Research Institute of State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
Civil Aviation Flight University of China
Original Assignee
Electric Power Research Institute of State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
Civil Aviation Flight University of China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Electric Power Research Institute of State Grid Fujian Electric Power Co Ltd, Civil Aviation Flight University of China filed Critical Electric Power Research Institute of State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
Priority to CN202010507801.2A priority Critical patent/CN111629329B/zh
Publication of CN111629329A publication Critical patent/CN111629329A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111629329B publication Critical patent/CN111629329B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/02—Services making use of location information
    • H04W4/023—Services making use of location information using mutual or relative location information between multiple location based services [LBS] targets or of distance thresholds
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C5/00—Measuring height; Measuring distances transverse to line of sight; Levelling between separated points; Surveyors' levels
    • G01C5/005—Measuring height; Measuring distances transverse to line of sight; Levelling between separated points; Surveyors' levels altimeters for aircraft
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/0009—Transmission of position information to remote stations
    • G01S5/0018—Transmission from mobile station to base station
    • G01S5/0036—Transmission from mobile station to base station of measured values, i.e. measurement on mobile and position calculation on base station
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0257—Hybrid positioning
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0284—Relative positioning
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/06—Position of source determined by co-ordinating a plurality of position lines defined by path-difference measurements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
    • H01Q3/34—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/02—Services making use of location information
    • H04W4/025—Services making use of location information using location based information parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/40—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P]

Abstract

本发明涉及一种应用5G天线进行信号传输的方法、装置及无人机系统。本发明利用至少两个基站和气压高度计，确定无人机相对每个基站的水平偏角、无人机距每个基站的水平距离和无人机的飞行高度，将距无人机距离最短的基站作为传输基站，根据无人机相对传输基站的水平偏角调和无人机的飞行高度调整传输基站的第二5G天线的水平偏角和俯仰角，使无人机的第一5G天线在传输基站的第二5G天线的覆盖范围内，即通过非5G的无线电信号来引导传输基站的第二5G天线进行偏转，使传输基站的第二5G天线的信号能覆盖无人机，实现无人机与传输基站进行5G通信。本发明实施例提供的技术方案，在基站较少如两个基站的情况下应用5G天线进行信号传输，节约资源和提高性价比。

Description

应用5G天线进行信号传输的方法、装置及无人机系统
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，具体地，涉及一种应用5G天线进行信号传输的方法、装置及无人机系统。
背景技术
目前，无人机一般是通过4G信号进行通信。相比于4G网络，5G网络采用高频信号，带宽和承载信息增大，传输速度更快。但同时，5G网络“穿墙”能力弱，信号覆盖范围小。因而，目前要使用5G网络对无人机的信号进行传输，需要建很多基站以保证5G网络覆盖范围。而无人机可能在野外或人口稀疏地区使用，在这些地方特意为无人机能使用5G网络去建很多基站，会造成资源浪费及性价比低。
发明内容
本发明的目的是提供一种应用5G天线进行信号传输的方法、装置及无人机系统，以解决相关技术中在野外或人口稀疏地区特意为无人机能使用5G网络去建很多基站，造成的资源浪费及性价比低的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种应用5G天线进行信号传输的方法，应用于无人机系统，所述无人机系统包括无人机和至少两个基站，所述无人机上设置有气压高度计、第一5G天线和信号发射器，每个所述基站设置有第二5G天线和信号接收机，所述方法包括：
根据每个所述基站的信号接收机接收到的所述无人机的信号发射器发射的无线电信号，确定所述无人机相对每个所述基站的水平偏角和所述无人机距每个所述基站的水平距离；
根据所述无人机的气压高度计的值，获得所述无人机的飞行高度；
根据所述无人机距每个所述基站的水平距离，获得距所述无人机距离最短的基站，将该基站记为传输基站；
根据所述无人机相对所述传输基站的水平偏角调整所述传输基站的第二5G天线的水平偏角，及根据所述无人机的飞行高度调整所述传输基站的第二5G天线的俯仰角，使得所述无人机能通过所述第一5G天线和第二5G天线与所述传输基站进行信号传输。
可选地，所述方法还包括：
根据所述无人机相对每个所述基站的水平偏角、所述无人机距每个所述基站的水平距离和所述无人机的飞行高度，对所述无人机进行定位。
可选地，所述根据每个所述基站的信号接收机接收到的所述无人机的信号发射器发射的无线电信号，确定所述无人机相对每个所述基站的水平偏角和所述无人机距每个所述基站的水平距离的步骤包括：
根据每个所述基站的信号接收机接收到的所述无人机的信号发射器发射的无线电信号，确定所述无人机相对每个所述基站的水平偏角；
对于其中任一所述基站，根据所述无人机相对该基站的水平偏角、所述无人机相对另一所述基站的水平偏角及该两个基站的距离，获得所述无人机距任一所述基站的水平距离。
可选地，每个所述基站设置有平行排布的三个信号接收机，分别为第一信号接收机、第二信号接收机和第三信号接收机，所述根据每个所述基站的信号接收机接收到的所述无人机的信号发射器发射的无线电信号，确定所述无人机相对每个所述基站的水平偏角的步骤包括：
对于其中任一所述基站，根据第一比相器测得该基站的第一信号接收机和第二信号接收机接收到的无线电信号之间的相位差，记为第一相位差；
根据第二比相器测得该基站的第一信号接收机和第三信号接收机接收到的无线电信号之间的相位差，记为第二相位差；
根据所述第一相位差和第二相位差，获得该基站的第一信号接收机和第三信号接收机接收到的无线电信号之间的实际相位差；
根据该基站的第一信号接收机和第三信号接收机之间的距离、接收到的无线电信号之间的实际相位差和所述无线电信号的波长，获得所述无人机相对该基站的水平偏角。
可选地，所述根据所述无人机相对所述传输基站的水平偏角调整所述传输基站的第二5G天线的水平偏角，及根据所述无人机的飞行高度调整所述传输基站的第二5G天线的俯仰角的步骤包括：
根据所述无人机相对所述传输基站的水平偏角调整所述传输基站的第二5G天线的水平偏角，及根据所述无人机的飞行高度调整所述传输基站的第二5G天线的俯仰角，使所述传输基站的第二5G天线对准所述无人机。
本发明实施例还提供一种应用5G天线进行信号传输的装置，应用于无人机系统，所述无人机系统包括无人机和至少两个基站，所述无人机上设置有气压高度计、第一5G天线和信号发射器，每个所述基站设置有第二5G天线和信号接收机，所述装置包括：
偏角距离确定模块，用于根据每个所述基站的信号接收机接收到的所述无人机的信号发射器发射的无线电信号，确定所述无人机相对每个所述基站的水平偏角和所述无人机距每个所述基站的水平距离；
飞行高度获取模块，用于根据所述无人机的气压高度计的值，获得所述无人机的飞行高度；
传输基站确定模块，用于根据所述无人机距每个所述基站的水平距离，获得距所述无人机距离最短的基站，将该基站记为传输基站；
天线调整模块，用于根据所述无人机相对所述传输基站的水平偏角调整所述传输基站的第二5G天线的水平偏角，及根据所述无人机的飞行高度调整所述传输基站的第二5G天线的俯仰角，使得所述无人机能通过所述第一5G天线和第二5G天线与所述传输基站进行信号传输。
本发明实施例还提供一种无人机系统，包括无人机、控制器和至少两个基站，所述无人机上设置有气压高度计、第一5G天线和信号发射器，每个所述基站设置有第二5G天线和信号接收机，所述控制器包括：
偏角距离确定模块，用于根据每个所述基站的信号接收机接收到的所述无人机的信号发射器发射的无线电信号，确定所述无人机相对每个所述基站的水平偏角和所述无人机距每个所述基站的水平距离；
飞行高度获取模块，用于根据所述无人机的气压高度计的值，获得所述无人机的飞行高度；
传输基站确定模块，用于根据所述无人机距每个所述基站的水平距离，获得距所述无人机距离最短的基站，将该基站记为传输基站；
天线调整模块，用于根据所述无人机相对所述传输基站的水平偏角调整所述传输基站的第二5G天线的水平偏角，及根据所述无人机的飞行高度调整所述传输基站的第二5G天线的俯仰角，使得所述无人机能通过所述第一5G天线和第二5G天线与所述传输基站进行信号传输。
可选地，所述控制器还包括：
定位模块，用于根据所述无人机相对每个所述基站的水平偏角、所述无人机距每个所述基站的水平距离和所述无人机的飞行高度，对所述无人机进行定位。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
本发明实施例还提供一种电子设备，包括：
存储装置，其上存储有计算机程序；
处理装置，用于执行所述存储装置中的所述计算机程序，以实现上述方法的步骤。
通过上述技术方案，利用至少两个基站和气压高度计，确定无人机相对每个基站的水平偏角、无人机距每个基站的水平距离和无人机的飞行高度，将距无人机距离最短的基站作为传输基站，根据无人机相对传输基站的水平偏角调和无人机的飞行高度调整传输基站的第二5G天线的水平偏角和俯仰角，使无人机的第一5G天线在传输基站的第二5G天线的覆盖范围内，即通过非5G的无线电信号来引导传输基站的第二5G天线进行偏转，使传输基站的第二5G天线的信号能覆盖无人机，实现无人机与传输基站进行5G通信。本发明实施例提供的技术方案，在基站较少如两个基站的情况下应用5G天线进行信号传输，节约资源和提高性价比。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明实施例提供的一种应用5G天线进行信号传输的方法的流程图。
图2是本发明示例性地应用于一无人机系统的原理图。
图3是本发明实施例提供的另一种应用5G天线进行信号传输的方法的流程图。
图4是本发明一实施方式中图1或图3中步骤S10的子步骤的流程图。
图5示出了对于其中任一所述基站获得所述无人机相对该基站的水平偏角的原理图。
图6是本发明一实施方式中图4中步骤S11的子步骤的流程图。
图7是本发明实施例提供的一种应用5G天线进行信号传输的装置的框图。
图8是本发明实施例提供的一种无人机系统的框图。
图9是本发明实施例提供的一种电子设备的框图。
附图标记说明
10-偏角距离确定模块；20-飞行高度获取模块；30-传输基站确定模块；40-天线调整模块；100-无人机；200-控制器；300-基站；700-电子设备；701-处理器；702-存储器；703-多媒体组件；704-I/O接口；705-通信组件。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明实施例提供一种应用5G天线进行信号传输的方法。该方法应用于无人机系统，所述无人机系统包括无人机和至少两个基站，所述无人机上设置有气压高度计、第一5G天线和信号发射器，每个所述基站设置有第二5G天线和信号接收机。图1是根据本发明实施例示出的一种应用5G天线进行信号传输的方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤S10，根据每个所述基站的信号接收机接收到的所述无人机的信号发射器发射的无线电信号，确定所述无人机相对每个所述基站的水平偏角和所述无人机距每个所述基站的水平距离。
根据每个所述基站的信号接收机接收到的所述无人机的信号发射器发射的无线电信号，确定所述无人机相对每个所述基站的水平偏角的方法有很多，例如通过无线电相位测角法等。其中，水平偏角即水平方向上的夹角，所述无人机相对基站的水平偏角即所述无人机的信号发射器发射无线电信号的发射方向在地面的投影与所述基站的信号接收机水平朝向的夹角，例如图2中∠θ1和∠θ2。水平距离即水平方向上的距离，所述无人机距基站的水平距离即所述无人机在地面的投影距所述基站的信号接收机水平距离，例如图2中y1和y2。在获得所述无人机相对两个所述基站的水平偏角后，如获得∠θ1和∠θ2的值后，结合预先存储的(测得的)两个所述基站的水平距离，通过解三角形，即可获得y1和y2的值。
步骤S20，根据所述无人机的气压高度计的值，获得所述无人机的飞行高度。
步骤S20即，利用无人机上与地面(或海平面)的气压差计算或测得无人机的飞行高度。所述气压高度计可以是气压式高度表，其值即为高度值；所述气压高度计还可以是气压测量元件，其值为可以反映高度的气压值，在此不作限定。
步骤S30，根据所述无人机距每个所述基站的水平距离，获得距所述无人机距离最短的基站，将该基站记为传输基站。
步骤S40，根据所述无人机相对所述传输基站的水平偏角调整所述传输基站的第二5G天线的水平偏角，及根据所述无人机的飞行高度调整所述传输基站的第二5G天线的俯仰角，使得所述无人机能通过所述第一5G天线和第二5G天线与所述传输基站进行信号传输。
由于5G信号的覆盖范围在横截面和剖面上都是个扇形，则需要调整所述传输基站的第二5G天线的水平偏角和俯仰角，使所述无人机的第一5G天线在所述传输基站的第二5G天线的覆盖范围内，使得所述无人机能通过所述第一5G天线和第二5G天线与所述传输基站进行信号传输。
通过上述技术方案，利用至少两个基站和气压高度计，确定无人机相对每个基站的水平偏角、无人机距每个基站的水平距离和无人机的飞行高度，将距无人机距离最短的基站作为传输基站，根据无人机相对传输基站的水平偏角调和无人机的飞行高度调整传输基站的第二5G天线的水平偏角和俯仰角，使无人机的第一5G天线在传输基站的第二5G天线的覆盖范围内，即通过非5G的无线电信号来引导传输基站的第二5G天线进行偏转，使传输基站的第二5G天线的信号能覆盖无人机，实现无人机与传输基站进行5G通信。本发明实施例提供的技术方案，在基站较少如两个基站的情况下应用5G天线进行信号传输，节约资源和提高性价比。
可选地，在一实施方式中，如图3所示，所述方法还包括：
步骤S50，根据所述无人机相对每个所述基站的水平偏角、所述无人机距每个所述基站的水平距离和所述无人机的飞行高度，对所述无人机进行定位。
例如，对于图2中的无人机进行定位，所述无人机的位置可以表示为
Figure BDA0002527168070000081
其中，h为所述无人机的飞行高度。
通过上述技术方案，实现了对所述无人机进行定位，可以在卫星定位信号弱的情况下(如阴雨天气等)进行辅助定位，或直接代替卫星定位信号进行定位，保障无人机飞行。
可选地，在一实施方式中，如图4所示，步骤S10包括：
子步骤S11，根据每个所述基站的信号接收机接收到的所述无人机的信号发射器发射的无线电信号，确定所述无人机相对每个所述基站的水平偏角。
子步骤S12,对于其中任一所述基站，根据所述无人机相对该基站的水平偏角、所述无人机相对另一所述基站的水平偏角及该两个基站的距离，获得所述无人机距任一所述基站的水平距离。
例如，图2中，在获得所述无人机相对两个所述基站的水平偏角∠θ1和∠θ2的值后，结合预先存储的(测得的)两个所述基站的水平距离L，通过解三角形，即可获得所述无人机距任一所述基站的水平距离y1和y2的值。具体地，通过如下两个公式，即可解得y1和y2的值：
Figure BDA0002527168070000091
Figure BDA0002527168070000092
可选地，在一实施方式中，每个所述基站设置有平行排布的三个信号接收机，分别为第一信号接收机、第二信号接收机和第三信号接收机，如图5所示。图5示出了对于其中任一所述基站获得所述无人机相对该基站的水平偏角的原理图，例如为获得∠θ1的原理图。则如图6所示，子步骤S11包括：
子步骤S111，对于其中任一所述基站，根据第一比相器测得该基站的第一信号接收机和第二信号接收机接收到的无线电信号之间的相位差，记为第一相位差。
子步骤S112，根据第二比相器测得该基站的第一信号接收机和第三信号接收机接收到的无线电信号之间的相位差，记为第二相位差。
考虑到可能出现测角模糊，因而采用的第一信号接收机和第三信号接收机来解决该问题。
子步骤S113，根据所述第一相位差和第二相位差，获得该基站的第一信号接收机和第三信号接收机接收到的无线电信号之间的实际相位差。
具体公式如下：
Figure BDA0002527168070000101
Figure BDA0002527168070000102
其中，d13表示第一信号接收机和第三信号接收机的距离，d12表示第一信号接收机和第二信号接收机的距离，
Figure BDA0002527168070000103
表示第一相位差，
Figure BDA0002527168070000104
表示第二相位差，ψ13表示第一信号接收机和第三信号接收机接收到的无线电信号之间的实际相位差。
子步骤S114，根据该基站的第一信号接收机和第三信号接收机之间的距离、接收到的无线电信号之间的实际相位差和所述无线电信号的波长，获得所述无人机相对该基站的水平偏角。
第一信号接收机和第三信号接收机接收到的无线电信号的波程差ΔR为：
ΔR13＝d13 sinθ1
第一信号接收机和第三信号接收机接收到的无线电信号之间的实际相位差ψ13为：
Figure BDA0002527168070000105
则所述无人机相对该基站的水平偏角θ1为：
Figure BDA0002527168070000106
可选地，在一实施方式中，步骤S40具体为：根据所述无人机相对所述传输基站的水平偏角调整所述传输基站的第二5G天线的水平偏角，及根据所述无人机的飞行高度调整所述传输基站的第二5G天线的俯仰角，使所述传输基站的第二5G天线对准所述无人机。
其中，所述对准为实质上对准，即允许有一点偏差。通过使所述传输基站的第二5G天线对准所述无人机，可以使得所述无人机与所述传输基站之间通信效率更高。
基于上述发明构思，本发明实施例还提供一种应用5G天线进行信号传输的装置。该装置应用于无人机系统，所述无人机系统包括无人机和至少两个基站，所述无人机上设置有气压高度计、第一5G天线和信号发射器，每个所述基站设置有第二5G天线和信号接收机。如图7所示，所述装置包括：
偏角距离确定模块10，用于根据每个所述基站的信号接收机接收到的所述无人机的信号发射器发射的无线电信号，确定所述无人机相对每个所述基站的水平偏角和所述无人机距每个所述基站的水平距离。
飞行高度获取模块20，用于根据所述无人机的气压高度计的值，获得所述无人机的飞行高度。
传输基站确定模块30，用于根据所述无人机距每个所述基站的水平距离，获得距所述无人机距离最短的基站，将该基站记为传输基站。
天线调整模块40，用于根据所述无人机相对所述传输基站的水平偏角调整所述传输基站的第二5G天线的水平偏角，及根据所述无人机的飞行高度调整所述传输基站的第二5G天线的俯仰角，使得所述无人机能通过所述第一5G天线和第二5G天线与所述传输基站进行信号传输。
通过上述技术方案，利用至少两个基站和气压高度计，确定无人机相对每个基站的水平偏角、无人机距每个基站的水平距离和无人机的飞行高度，将距无人机距离最短的基站作为传输基站，根据无人机相对传输基站的水平偏角调和无人机的飞行高度调整传输基站的第二5G天线的水平偏角和俯仰角，使无人机的第一5G天线在传输基站的第二5G天线的覆盖范围内，即通过非5G的无线电信号来引导传输基站的第二5G天线进行偏转，使传输基站的第二5G天线的信号能覆盖无人机，实现无人机与传输基站进行5G通信。本发明实施例提供的技术方案，在基站较少如两个基站的情况下应用5G天线进行信号传输，节约资源和提高性价比。
可选地，在一实施方式中，所述装置还包括：
定位模块，用于根据所述无人机相对每个所述基站的水平偏角、所述无人机距每个所述基站的水平距离和所述无人机的飞行高度，对所述无人机进行定位。
通过上述技术方案，实现了对所述无人机进行定位，可以在卫星定位信号弱的情况下(如阴雨天气等)进行辅助定位，或直接代替卫星定位信号进行定位，保障无人机飞行。
可选地，在一实施方式中，所述偏角距离确定模块10包括：
偏角确定子模块，用于根据每个所述基站的信号接收机接收到的所述无人机的信号发射器发射的无线电信号，确定所述无人机相对每个所述基站的水平偏角。
距离确定子模块，用于对于其中任一所述基站，根据所述无人机相对该基站的水平偏角、所述无人机相对另一所述基站的水平偏角及该两个基站的距离，获得所述无人机距任一所述基站的水平距离。
可选地，在一实施方式中，每个所述基站设置有平行排布的三个信号接收机，分别为第一信号接收机、第二信号接收机和第三信号接收机，所述偏角确定子模块具体用于：
对于其中任一所述基站，根据第一比相器测得该基站的第一信号接收机和第二信号接收机接收到的无线电信号之间的相位差，记为第一相位差；
根据第二比相器测得该基站的第一信号接收机和第三信号接收机接收到的无线电信号之间的相位差，记为第二相位差；
根据所述第一相位差和第二相位差，获得该基站的第一信号接收机和第三信号接收机接收到的无线电信号之间的实际相位差；
根据该基站的第一信号接收机和第三信号接收机之间的距离、接收到的无线电信号之间的实际相位差和所述无线电信号的波长，获得所述无人机相对该基站的水平偏角。
可选地，在一实施方式中，所述天线调整模块40具体用于：
根据所述无人机相对所述传输基站的水平偏角调整所述传输基站的第二5G天线的水平偏角，及根据所述无人机的飞行高度调整所述传输基站的第二5G天线的俯仰角，使所述传输基站的第二5G天线对准所述无人机。
其中，所述对准为实质上对准，即允许有一点偏差。通过使所述传输基站的第二5G天线对准所述无人机，可以使得所述无人机与所述传输基站之间通信效率更高。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
基于上述发明构思，如图8所示，本发明实施例还提供一种无人机系统。该无人机系统包括无人机100、控制器200和至少两个基站300。所述无人机100上设置有气压高度计、第一5G天线和信号发射器。每个所述基站300设置有第二5G天线和信号接收机。所述控制器200包括：
偏角距离确定模块，用于根据每个所述基站300的信号接收机接收到的所述无人机100的信号发射器发射的无线电信号，确定所述无人机100相对每个所述基站300的水平偏角和所述无人机100距每个所述基站300的水平距离；
飞行高度获取模块，用于根据所述无人机100的气压高度计的值，获得所述无人机100的飞行高度；
传输基站300确定模块，用于根据所述无人机100距每个所述基站300的水平距离，获得距所述无人机100距离最短的基站300，将该基站300记为传输基站300；
天线调整模块，用于根据所述无人机100相对所述传输基站300的水平偏角调整所述传输基站300的第二5G天线的水平偏角，及根据所述无人机100的飞行高度调整所述传输基站300的第二5G天线的俯仰角，使得所述无人机100能通过所述第一5G天线和第二5G天线与所述传输基站300进行信号传输。
通过上述技术方案，利用至少两个基站300和气压高度计，确定无人机100相对每个基站300的水平偏角、无人机100距每个基站300的水平距离和无人机100的飞行高度，将距无人机100距离最短的基站300作为传输基站300，根据无人机100相对传输基站300的水平偏角调和无人机100的飞行高度调整传输基站300的第二5G天线的水平偏角和俯仰角，使无人机100的第一5G天线在传输基站300的第二5G天线的覆盖范围内，即通过非5G的无线电信号来引导传输基站300的第二5G天线进行偏转，使传输基站300的第二5G天线的信号能覆盖无人机100，实现无人机100与传输基站300进行5G通信。本发明实施例提供的技术方案，在基站300较少如两个基站300的情况下应用5G天线进行信号传输，节约资源和提高性价比。
可选地，在一实施方式中，所述控制器200还包括：
定位模块，用于根据所述无人机100相对每个所述基站300的水平偏角、所述无人机100距每个所述基站300的水平距离和所述无人机100的飞行高度，对所述无人机100进行定位。
通过上述技术方案，实现了对所述无人机100进行定位，可以在卫星定位信号弱的情况下(如阴雨天气等)进行辅助定位，或直接代替卫星定位信号进行定位，保障无人机100飞行。
可选地，在一实施方式中，所述偏角距离确定模块包括：
偏角确定子模块，用于根据每个所述基站300的信号接收机接收到的所述无人机100的信号发射器发射的无线电信号，确定所述无人机100相对每个所述基站300的水平偏角。
距离确定子模块，用于对于其中任一所述基站300，根据所述无人机100相对该基站300的水平偏角、所述无人机100相对另一所述基站300的水平偏角及该两个基站300的距离，获得所述无人机100距任一所述基站300的水平距离。
可选地，在一实施方式中，每个所述基站300设置有平行排布的三个信号接收机，分别为第一信号接收机、第二信号接收机和第三信号接收机，所述偏角确定子模块具体用于：
对于其中任一所述基站300，根据第一比相器测得该基站300的第一信号接收机和第二信号接收机接收到的无线电信号之间的相位差，记为第一相位差；
根据第二比相器测得该基站300的第一信号接收机和第三信号接收机接收到的无线电信号之间的相位差，记为第二相位差；
根据所述第一相位差和第二相位差，获得该基站300的第一信号接收机和第三信号接收机接收到的无线电信号之间的实际相位差；
根据该基站300的第一信号接收机和第三信号接收机之间的距离、接收到的无线电信号之间的实际相位差和所述无线电信号的波长，获得所述无人机100相对该基站300的水平偏角。
可选地，在一实施方式中，所述天线调整模块具体用于：
根据所述无人机100相对所述传输基站300的水平偏角调整所述传输基站300的第二5G天线的水平偏角，及根据所述无人机100的飞行高度调整所述传输基站300的第二5G天线的俯仰角，使所述传输基站300的第二5G天线对准所述无人机100。
其中，所述对准为实质上对准，即允许有一点偏差。通过使所述传输基站300的第二5G天线对准所述无人机100，可以使得所述无人机100与所述传输基站300之间通信效率更高。
关于上述实施例中的控制器200，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
基于上述发明构思，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现飞机尾涡识别方法的步骤。
基于上述发明构思，本发明实施例还提供一种电子设备。图9是根据一示例性实施例示出的一种电子设备700的框图。如图9所示，该电子设备700可以包括：处理器701，存储器702。该电子设备700还可以包括多媒体组件703，输入/输出(I/O)接口704，以及通信组件705中的一者或多者。
其中，处理器701用于控制该电子设备700的整体操作，以完成上述的飞机尾涡识别方法中的全部或部分步骤。存储器702用于存储各种类型的数据以支持在该电子设备700的操作，这些数据例如可以包括用于在该电子设备700上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据，例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该存储器702可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件703可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器702或通过通信组件705发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。I/O接口704为处理器701和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件705用于该电子设备700与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信(NearFieldCommunication，简称NFC)，2G、3G、4G、NB-IOT、eMTC、或其他5G等等，或它们中的一种或几种的组合，在此不做限定。因此相应的该通信组件705可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块等等。
在一示例性实施例中，电子设备700可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal Processing Device，简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的飞机尾涡识别方法。
在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的飞机尾涡识别方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器702，上述程序指令可由电子设备700的处理器701执行以完成上述的飞机尾涡识别方法。
在另一示例性实施例中，还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包含能够由可编程的装置执行的计算机程序，该计算机程序具有当由该可编程的装置执行时用于执行上述的飞机尾涡识别方法的代码部分。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (8)

1.一种应用5G天线进行信号传输的方法，其特征在于，应用于无人机系统，所述无人机系统包括无人机和至少两个基站，所述无人机上设置有气压计、第一5G天线和信号发射器，每个所述基站设置有第二5G天线和信号接收机，每个所述基站设置有平行排布的三个信号接收机，分别记为第一信号接收机、第二信号接收机和第三信号接收机，所述方法包括：
对于其中任一所述基站，根据第一比相器测得该基站的第一信号接收机和第二信号接收机接收到的无线电信号之间的相位差，记为第一相位差；根据第二比相器测得该基站的第一信号接收机和第三信号接收机接收到的无线电信号之间的相位差，记为第二相位差；根据所述第一相位差和第二相位差，获得该基站的第一信号接收机和第三信号接收机接收到的无线电信号之间的实际相位差；根据该基站的第一信号接收机和第三信号接收机之间的距离、接收到的无线电信号之间的实际相位差和所述无线电信号的波长，获得所述无人机相对该基站的水平偏角；其中，所述无人机相对该基站的水平偏角即所述无人机的信号发射器发射无线电信号的发射方向在地面的投影与该基站的信号接收机水平朝向的夹角；
对于其中任一所述基站，根据所述无人机相对该基站的水平偏角、所述无人机相对另一所述基站的水平偏角及该两个基站的距离，获得所述无人机距任一所述基站的水平距离；
根据所述无人机的气压计的值，获得所述无人机的飞行高度；
根据所述无人机距每个所述基站的水平距离，获得距所述无人机距离最短的基站，将该基站记为传输基站；
根据所述无人机相对所述传输基站的水平偏角调整所述传输基站的第二5G天线的水平偏角，及根据所述无人机的飞行高度调整所述传输基站的第二5G天线的俯仰角，使得所述无人机能通过所述第一5G天线和第二5G天线与所述传输基站进行信号传输。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述无人机相对每个所述基站的水平偏角、所述无人机距每个所述基站的水平距离和所述无人机的飞行高度，对所述无人机进行定位。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述无人机相对所述传输基站的水平偏角调整所述传输基站的第二5G天线的水平偏角，及根据所述无人机的飞行高度调整所述传输基站的第二5G天线的俯仰角的步骤包括：
根据所述无人机相对所述传输基站的水平偏角调整所述传输基站的第二5G天线的水平偏角，及根据所述无人机的飞行高度调整所述传输基站的第二5G天线的俯仰角，使所述传输基站的第二5G天线对准所述无人机。
4.一种应用5G天线进行信号传输的装置，其特征在于，应用于无人机系统，所述无人机系统包括无人机和至少两个基站，所述无人机上设置有气压计、第一5G天线和信号发射器，每个所述基站设置有第二5G天线和信号接收机，每个所述基站设置有平行排布的三个信号接收机，分别记为第一信号接收机、第二信号接收机和第三信号接收机，所述装置包括：
偏角距离确定模块，用于对于其中任一所述基站，根据第一比相器测得该基站的第一信号接收机和第二信号接收机接收到的无线电信号之间的相位差，记为第一相位差；根据第二比相器测得该基站的第一信号接收机和第三信号接收机接收到的无线电信号之间的相位差，记为第二相位差；根据所述第一相位差和第二相位差，获得该基站的第一信号接收机和第三信号接收机接收到的无线电信号之间的实际相位差；根据该基站的第一信号接收机和第三信号接收机之间的距离、接收到的无线电信号之间的实际相位差和所述无线电信号的波长，获得所述无人机相对该基站的水平偏角，其中，所述无人机相对该基站的水平偏角即所述无人机的信号发射器发射无线电信号的发射方向在地面的投影与该基站的信号接收机水平朝向的夹角；对于其中任一所述基站，根据所述无人机相对该基站的水平偏角、所述无人机相对另一所述基站的水平偏角及该两个基站的距离，获得所述无人机距任一所述基站的水平距离；
飞行高度获取模块，用于根据所述无人机的气压计的值，获得所述无人机的飞行高度；
传输基站确定模块，用于根据所述无人机距每个所述基站的水平距离，获得距所述无人机距离最短的基站，将该基站记为传输基站；
天线调整模块，用于根据所述无人机相对所述传输基站的水平偏角调整所述传输基站的第二5G天线的水平偏角，及根据所述无人机的飞行高度调整所述传输基站的第二5G天线的俯仰角，使得所述无人机能通过所述第一5G天线和第二5G天线与所述传输基站进行信号传输。
5.一种无人机系统，其特征在于，包括无人机、控制器和至少两个基站，所述无人机上设置有气压计、第一5G天线和信号发射器，每个所述基站设置有第二5G天线和信号接收机，每个所述基站设置有平行排布的三个信号接收机，分别为第一信号接收机、第二信号接收机和第三信号接收机，所述控制器包括：
偏角距离确定模块，用于对于其中任一所述基站，根据第一比相器测得该基站的第一信号接收机和第二信号接收机接收到的无线电信号之间的相位差，记为第一相位差；根据第二比相器测得该基站的第一信号接收机和第三信号接收机接收到的无线电信号之间的相位差，记为第二相位差；根据所述第一相位差和第二相位差，获得该基站的第一信号接收机和第三信号接收机接收到的无线电信号之间的实际相位差；根据该基站的第一信号接收机和第三信号接收机之间的距离、接收到的无线电信号之间的实际相位差和所述无线电信号的波长，获得所述无人机相对该基站的水平偏角，其中，所述无人机相对该基站的水平偏角即所述无人机的信号发射器发射无线电信号的发射方向在地面的投影与该基站的信号接收机水平朝向的夹角；对于其中任一所述基站，根据所述无人机相对该基站的水平偏角、所述无人机相对另一所述基站的水平偏角及该两个基站的距离，获得所述无人机距任一所述基站的水平距离；
飞行高度获取模块，用于根据所述无人机的气压计的值，获得所述无人机的飞行高度；
传输基站确定模块，用于根据所述无人机距每个所述基站的水平距离，获得距所述无人机距离最短的基站，将该基站记为传输基站；
天线调整模块，用于根据所述无人机相对所述传输基站的水平偏角调整所述传输基站的第二5G天线的水平偏角，及根据所述无人机的飞行高度调整所述传输基站的第二5G天线的俯仰角，使得所述无人机能通过所述第一5G天线和第二5G天线与所述传输基站进行信号传输。
6.根据权利要求5所述的无人机系统，其特征在于，所述控制器还包括：
定位模块，用于根据所述无人机相对每个所述基站的水平偏角、所述无人机距每个所述基站的水平距离和所述无人机的飞行高度，对所述无人机进行定位。
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-3中任一项所述方法的步骤。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储装置，其上存储有计算机程序；
处理装置，用于执行所述存储装置中的所述计算机程序，以实现权利要求1-3中任一项所述方法的步骤。
CN202010507801.2A 2020-06-05 2020-06-05 应用5g天线进行信号传输的方法、装置及无人机系统 Active CN111629329B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010507801.2A CN111629329B (zh) 2020-06-05 2020-06-05 应用5g天线进行信号传输的方法、装置及无人机系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010507801.2A CN111629329B (zh) 2020-06-05 2020-06-05 应用5g天线进行信号传输的方法、装置及无人机系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111629329A CN111629329A (zh) 2020-09-04
CN111629329B true CN111629329B (zh) 2022-02-15

Family

ID=72260911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010507801.2A Active CN111629329B (zh) 2020-06-05 2020-06-05 应用5g天线进行信号传输的方法、装置及无人机系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111629329B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116088585B (zh) * 2023-04-07 2023-06-13 中国民用航空飞行学院 基于匈牙利算法的多无人机起降次序规划系统和方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108471324A (zh) * 2017-02-23 2018-08-31 索尼公司 电子设备、通信装置和信号处理方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9686653B2 (en) * 2015-03-02 2017-06-20 Sikorsky Aircraft Corporation Predictive directional antenna targeting
WO2017025742A1 (en) * 2015-08-13 2017-02-16 Bae Systems Plc Apparatus and method for communications management
CN106658531B (zh) * 2016-10-10 2020-10-30 广东南方电信规划咨询设计院有限公司 一种获取4g通信基站建设工参的方法
CN109346845B (zh) * 2018-09-14 2021-06-29 中国联合网络通信集团有限公司 天线调整方法、装置、设备、无人机系统及可读存储介质
CN110087189B (zh) * 2019-04-30 2020-08-14 北京邮电大学 一种无人机基站部署位置的确定方法及装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108471324A (zh) * 2017-02-23 2018-08-31 索尼公司 电子设备、通信装置和信号处理方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111629329A (zh) 2020-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20190235062A1 (en) Method, device, and storage medium for laser scanning device calibration
CN104391507A (zh) 无人机的控制方法及系统、无人机
US10694485B2 (en) Method and apparatus for correcting multipath offset and determining wireless station locations
CN110045328B (zh) 基于小型无人机平台的反黑飞无人机探测定位方法
CN111629329B (zh) 应用5g天线进行信号传输的方法、装置及无人机系统
US11751076B2 (en) Operation of sectorized communications from aerospace platforms using reinforcement learning
CN113916187B (zh) 基于无人机的基站天线下倾角测量方法、装置和系统
CN106093859A (zh) 一种基于飞艇的自组织船舶定位系统及其定位方法
CN114916057A (zh) 用于nr定位增强和资源聚合的方法和设备
US11002821B2 (en) Measurement method for measuring millimeter wave signal and measurement device using the same
KR20220000757A (ko) 차량에 탑재된 안테나 디바이스 및 안테나 디바이스의 스위칭 방법
CN107894589B (zh) 基于双频连续波应答机天线的运载火箭二维姿态测量方法
CN111208497A (zh) 一种机载激光雷达系统平差处理方法
CN113115254B (zh) 无人机定位方法及服务器
CN113207106B (zh) 一种无人机融合控制方法及装置
CN108957431B (zh) 一种高密度无线链路探测站天线下的飞行器无源检测方法
KR101861282B1 (ko) 영상정보용 데이터링크의 다중수신을 위한 광역 빔 안테나 방위각 결정 방법
US10845403B2 (en) Airborne antenna ground projection
CN117204071A (zh) 终端的定位方法、装置、设备及介质
US20210400557A1 (en) Information acquisition method and sending method, and terminal and first network device
EP4280719A1 (en) Positioning method and apparatus, device, and storage medium
WO2021259245A1 (zh) 信息传输方法、装置及通信设备
US20230140086A1 (en) Method, apparatus, and non-transitory computer readable medium for indoor positioning
US11566893B2 (en) Systems and methods for generating vertical positioning information for unmanned aerial vehicles
US11785420B2 (en) Angle-based positioning improvements in presence of non line of sight reference signals

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant