CN111756431B - 用于无人机的通信系统、方法、电子设备及可读介质 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种用于无人机的通信系统、方法、电子设备及计算机可读介质。该系统包括：无人机地面通信单元，用于接收用户指令生成用户数据，并将所述用户数据发送给低轨道卫星通信子系统中的信关单元；机载通信单元，用于接收来自于卫星星座单元的用户数据，并将所述用户数据进行解析，以便无人机根据所述用户指令运行；信关单元，用于接收来自所述无人机地面通信单元的用户数据，并将所述用户数据发送至卫星星座单元；以及卫星星座单元，用于接收来自所述信关单元的用户数据，并将所述用户数据发送给所述无人机通信子系统中的所述机载通信单元。本公开能够在远距离通信的场景下，采用高性能、小型化、低成本的方式实现无人机通信。
Description
技术领域
本公开涉及卫星通信领域，具体而言，涉及一种用于无人机的通信系统、方法、电子设备及计算机可读介质。
背景技术
货运无人机具有通信距离远、巡航高度高的特点。在一般情况下，货运无人机的通信距离可达上千公里，常见的视距链通信无法满足其需求。另外，支线无人机具有3000多米的巡航高度，升限可达5000米的范围，常见的4G网络也无法满足其使用要求。
目前，常采用卫星通信来实现货运无人机的远距离通信的需求。但是目前所使用的卫星通信基本都是采用高轨道卫星来实现，其成本高、重量重、体积大、功耗大，并且时延大，在物流无人机的使用上存在非常大的局限性。
因此，需要一种新的用于无人机的通信系统、方法、电子设备及计算机可读介质。
在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
有鉴于此，本公开提供一种用于无人机的通信系统、方法、电子设备及计算机可读介质，能够在远距离通信的场景下，采用高性能、小型化、低成本的方式实现无人机通信。
本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。
根据本公开的一方面，提出一种用于无人机的通信系统，该系统包括：无人机通信子系统，包括：无人机地面通信单元，用于接收用户指令生成用户数据，并将所述用户数据发送给低轨道卫星通信子系统中的信关单元；机载通信单元，用于接收来自于卫星星座单元的用户数据，并将所述用户数据进行解析，以便无人机根据所述用户指令运行；低轨道卫星通信子系统，包括：信关单元，用于接收来自所述无人机地面通信单元的用户数据，并将所述用户数据发送至卫星星座单元；卫星星座单元，用于接收来自所述信关单元的用户数据，并将所述用户数据发送给所述无人机通信子系统中的所述机载通信单元。
在本公开的一种示例性实施例中，低轨道卫星通信子系统还包括：卫星运行控制中心，用于控制卫星星座单元中每一个卫星的运行姿态。
在本公开的一种示例性实施例中，所述机载通信单元，还用于接收无人机的运行数据，将所述运行数据发送非所述低轨道卫星通信子系统中的卫星星座单元；所述卫星星座单元，还用于接收所述运行数据，并将所述运行数据发送给所述信关单元；所述信关单元，还用于接收来自于所述卫星星座单元的运行数据，并将所述运行数据发送给无人机通信子系统中的所述无人机地面通信单元；所述无人机地面通信单元，还用户接收来自于所述信关单元的运行数据，并将所述运行数据进行解析生成返回信息。
在本公开的一种示例性实施例中，所述无人机地面通信单元包括：地面端收发信子模块、地面端射频子模块、地面端软件子模块，地面端电源子模块，地面端结构子模块、地面端腔体滤波器、以及全向天线。
在本公开的一种示例性实施例中，所述机载通信单元包括：机载端收发信子模块、机载端射频子模块、机载端软件子模块，机载端电压子模块，机载端结构子模块、机载端腔体滤波器、以及全向天线。
在本公开的一种示例性实施例中，所述卫星星座单元包括：多个低轨道卫星；2-5个卫星运行轨道，卫星运行轨道为倾斜圆轨道，卫星运行轨道倾角40°-45°。
在本公开的一种示例性实施例中，所述多个低轨道卫星平均分布在2-5个卫星运行轨道中；以及在每一个卫星运行轨道中的低轨道卫星均等间隔分布。
在本公开的一种示例性实施例中，所述无人机通信子系统中的所述机载通信单元与所述低轨道卫星通信子系统中的卫星星座单元通过Ku频段进行通信。
根据本公开的一方面，提出一种用于无人机的通信方法，该方法包括：无人机通信子系统中的无人机地面通信单元接收用户指令生成用户数据，并将所述用户数据发送给低轨道卫星通信子系统中的信关单元；所述信关单元接收来自所述无人机地面通信单元的用户数据，并将所述用户数据发送至所述低轨道卫星通信子系统中的卫星星座单元；所述卫星星座单元接收来自所述信关单元的用户数据，并将所述用户数据发送给所述无人机通信子系统中的机载通信单元；以及所述机载通信单元接收来自于卫星星座单元的用户数据，并将所述用户数据进行解析，以便无人机根据所述用户指令运行。
在本公开的一种示例性实施例中，还包括：卫星运行控制中心控制卫星星座单元中每一个卫星的运行姿态。
根据本公开的一方面，提出一种电子设备，该电子设备包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序；当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现如上文的方法。
根据本公开的一方面，提出一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上文中的方法。
根据本公开的用于无人机的通信系统、方法、电子设备及计算机可读介质，能够在远距离通信的场景下，采用高性能、小型化、低成本的方式实现无人机通信；还能够将通信、导航及自动相关监视技术融合到一起，大大缩小机载端设备的重量体积，进一步实现小型化；并能够针对货运无人机需求，降低星上设备复杂度，降低低轨道星座和地面信关站建设成本，减少用户使用成本。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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是根据一示例性实施例示出的一种用于无人机的通信系统的系统场景框图。
图2是根据一示例性实施例示出的一种用于无人机的通信系统的无人机地面通信单元框图。
图3是根据一示例性实施例示出的一种用于无人机的通信系统的机载通信单元框图。
图4是根据一示例性实施例示出的一种用于无人机的通信方法的流程图。
图5是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。
图6是根据一示例性实施例示出一种计算机可读存储介质示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本公开将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本公开的各方面。
附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种组件，但这些组件不应受这些术语限制。这些术语乃用以区分一组件与另一组件。因此，下文论述的第一组件可称为第二组件而不偏离本公开概念的教示。如本文中所使用，术语“及/或”包括相关联的列出项目中的任一个及一或多者的所有组合。
本领域技术人员可以理解，附图只是示例实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本公开所必须的，因此不能用于限制本公开的保护范围。
当前物流无人机主要有以下几种通信方式：
a)视距链无线电通信。适用于中近距离遥控遥测应用，多数消费级无人机及部分工业级无人机都采用该方案实现数传和图传功能，如小型无人机、中型专业航拍无人机、警用巡逻无人机、森林及空旷领域监控无人机、农业植保无人机等，通信范围覆盖5KM、10Km、50Km、100Km、300Km不等。
b)卫星通信，适应于通信距离远、巡航高度高的中远程无人机。
C)4G网络。主要应用于飞行高度不高又需要超视距飞行的无人机或者作为通信链路的备份。
a)视距链无线电通信在目前无人机遥控遥测中担负着重要的作用，可以满足中近程无人机的通信需求。但它的缺点是容易受遮挡，通信距离受限。对于干线、支线物流无人机以及长航时侦查无人机、应急救灾无人机，其无法满足需求。
b)采用卫星通信可以解决通信距离远的问题，但是卫星通信成本高、重量体积大、功耗大，并且时延长，使用上存在一定的局限性。
c)4G网络虽然带宽高、速度快、延时小，但有它的限制和缺点：首先是信号和稳定性，虽然目前国内三家运营商的4G网络覆盖率已经很高了，但是在偏远的农村和山区，还是会出现信号不稳定甚至收不到信号的现象。其次是成本问题。使用4G网络对无人机进行控制，那么图传的上传和接收都需要流量，飞行20分钟，1080P图传所带来流量也是惊人的，所以使用4G网络的无人机大多只用于数据的传输。
有鉴于此，本申请提出了一种用于无人机的通信系统及方法，完善物流无人机的通信系统，提出一种适用于远距离、高可靠、复杂地形环境及气象环境的小型化通信系统。可用于支线货运无人机，其具有通信距离远、巡航高度高的特点，通信距离可达上千公里，下面结合具体的实施例，来对本申请的详细内容进行进一步描述。
图1是根据一示例性实施例示出的一种用于无人机的通信系统的系统场景框图。用于无人机的通信系统包括：
无人机通信子系统，具体包括：
无人机地面通信单元1022用于接收用户指令生成用户数据，并将所述用户数据发送给低轨道卫星通信子系统中的信关单元；
机载通信单元1024用于接收来自于卫星星座单元的用户数据，并将所述用户数据进行解析，以便无人机根据所述用户指令运行；所述无人机通信子系统中的所述机载通信单元1024与所述低轨道卫星通信子系统中的卫星星座单元1044通过Ku频段进行通信。
低轨道卫星通信子系统，具体包括：
信关单元1042用于接收来自所述无人机地面通信单元的用户数据，并将所述用户数据发送至卫星星座单元；
卫星星座单元1044用于接收来自所述信关单元的用户数据，并将所述用户数据发送给所述无人机通信子系统中的所述机载通信单元。
其中，低轨道卫星通信子系统还包括：
卫星运行控制中心1046用于控制卫星星座单元中每一个卫星的运行姿态。
在一个实施例中，所述机载通信单元1024还用于接收无人机的运行数据，将所述运行数据发送给所述低轨道卫星通信子系统中的卫星星座单元；
所述卫星星座单元1044还用于接收所述运行数据，并将所述运行数据发送给所述信关单元；
所述信关单元1042还用于接收来自于所述卫星星座单元的运行数据，并将所述运行数据发送给无人机通信子系统中的所述无人机地面通信单元；
所述无人机地面通信单元1022还用户接收来自于所述信关单元的运行数据，并将所述运行数据进行解析生成返回信息。
其中，所述卫星星座单元1044包括：多个低轨道卫星；2-5个卫星运行轨道，卫星运行轨道为倾斜圆轨道，卫星运行轨道倾角40°-45°。所述多个低轨道卫星平均分布在2-5个卫星运行轨道中；在每一个卫星运行轨道中的低轨道卫星均等间隔分布。
在一个实施例中，选用卫星星座的具体参数如下：
| 轨道类型 | 高度 | 轨道倾角 | 轨道数 | 卫星数 | 覆盖率 |
| 倾斜圆轨道 | 1326km | 42° | 3 | 21 | >99％ |
更具体的，卫星星座可有3个轨道平面,每个平面上8颗卫星轨道平面是均匀布置的，即相邻轨道的右升节点相距120度(右升节点是指轨道平面与赤道平面的交线与赤道的交点，且此刻卫星是从南半球进人北半球)。每个轨道平面内的8颗卫星也是等间隔布置,即相邻两星相距45度，相邻轨道卫星的相对相角为15度。
信关站根据无人机运营航线、运营时间及该星座卫星覆盖的时间和区域综合考虑建设数量和位置，移动指控站也设置在货运无人机机场，因此信关站和移动控制站的位置由机场的选址决定，卫星运控中心设置在物流运营中心。
货运无人机通信需求分为两种，一种是遥测和遥控信息，另外一种是图像信息，而遥测和遥控信息速率达到25.6Kbps即可满足实际需求，图像数据需求为1Mbps。货运无人机在正常飞行阶段并不需要下传图像数据，只有在起降阶段或飞行故障时才需要下传图像数据，地面站人员可以依据图像数据进行辅助起降。
本设计中无人机与卫星采用Ku频段进行通信，卫星空中接口采用SR I-G标准，具体参数如下：
多址方式：直接序列扩频码分多址DS-CDMA。
码速率：扩频码速率为3.840Mcps。
纠错编码：对于信道编码，可以采用卷积编码和Turbo编码，由高层来进行选择决定。为了对抗突发错误，可以对符号进行交织。卷积码码率为1/2和1/3，约束长度为9，Turbo编码码率为1/3。
交织：第一交织器是一个采用M行N列的块交织器，交织器的大小M×N
是传输时间间隔(TT I)的整数倍。第二个交织器是一个M行N列的块交织器，
交织器的大小是一个物理信道帧的比特数量，而其中N为30。
调制方式：上行、下行用户链路都采用QPSK调制。
所有在运营的货运无人机均以25.6Kbps的上下行速率(传输遥测与遥控数据)与卫星覆盖区域下的信关站相连，运控中心、信关站和移动指控站通过地面的专网连接。当需要进行图像传输时，由货运无人机上向运控中心申请带宽资源，并由运控中心分配频段给申请的无人机使用。
本公开中的用于无人机的通信系统，利用其低轨道卫星进行通信中继，主要优点是轨道高度低，使得通信传输延迟短、路径损耗和功耗都较小，同时将通信、导航技术融合到一起。这样将大大降低无人机数据通信的成本，并对无人机的性能提升有很大帮助。
图2是根据一示例性实施例示出的一种用于无人机的通信系统的无人机地面通信单元框图。无人机地面通信单元20包括：地面端收发信子模块202、地面端射频子模块204、地面端软件子模块206，地面端电源子模块208，地面端结构子模块210、地面端腔体滤波器212、以及全向天线214。
在无人机地面通信单元20中，地面端收发信子模块202与地面控制端进行通信连接，以接收或发送数据；地面端收发信子模块202安装固定在地面端结构子模块210上，地面端电源子模块208负责为地面端收发信子模块202进行供电。
在无人机地面通信单元20中，地面端射频子模块204与地面端收发信子模块202进行通信连接，以接收或发送数据；地面端射频子模块204安装固定在地面端结构子模块210上，地面端电源子模块208负责为地面端射频子模块204进行供电。
地面端软件子模块206负责协调控制地面端收发信子模块202与地面端射频子模块204的工作。
地面端腔体滤波器212可为双工器，地面端腔体滤波器212用于获取地面端射频子模块204的数据，并将该数据通过全向天线214向外部空间发射；地面端腔体滤波器212还用于获取外部空间的电磁波信号，并将电磁波信号传输到地面端射频子模块204中。
目前无人机上使用的卫星通信终端一般均与同步卫星通信，天线采用跟踪天线，体积较大，重量大于30公斤，发射功率一般大于20W；而低轨卫星用户单元，由于轨道高度低，系统链路损耗小，从而降低了对无人机上终端EIRP和G/T值的要求，所以无人机上的终端可采用全向天线，功放发射功率小于5W，体积可做到手机大小，机上装置成本大大降低。
图3是根据一示例性实施例示出的一种用于无人机的通信系统的机载通信单元框图。机载通信单元30包括：机载端收发信子模块302、机载端射频子模块304、机载端软件子模块306，机载端电压子模块308，机载端结构子模块310、机载端腔体滤波器312、以及全向天线314。
机载通信单元30，用于完成遥控数据的基带编码、扩频、调制、转换成射频信号，通过天线发射给卫星；将天线接收到的遥测数据转换到基带信号，解调、解扩，提取数据传输给飞控系统，同时将接收并解算的导航定位信息传输给组合导航系统或飞控系统。
在机载通信单元30中，机载端收发信子模块302与无人机上的飞控系统或航电计算机系统进行通信连接，以接收或发送数据；机载端收发信子模块302安装固定在地面端结构子模块310上，机载端电压子模块308负责为机载端收发信子模块302进行供电。
机载端射频子模块304与机载端收发信子模块302进行通信连接，以接收或发送数据；机载端射频子模块304安装固定在机载端结构子模块310上，机载端电压子模块308负责为机载端射频子模块304进行供电。
机载端软件子模块306负责协调控制机载端收发信子模块302与机载端射频子模块304的工作。
机载端腔体滤波器312可为双工器，机载端腔体滤波器312用于获取机载端射频子模块304的数据，并将该数据通过全向天线214向外部空间发射；机载端腔体滤波器312还用于获取外部空间的电磁波信号，并将电磁波信号传输到机载端射频子模块304中。
由于低轨道卫星相对地球存在运动，所以机载通信单元30需要全向天线与卫星通信，同时由于低轨道卫星通信多普勒平移严重，所以地面站的解调端锁定带宽需要较宽。
图4是根据一示例性实施例示出的一种用于无人机的通信方法的流程图。用于无人机的通信方法40至少包括步骤S402至S408。
如图4所示，在S402中，无人机通信子系统中的无人机地面通信单元接收用户指令生成用户数据，并将所述用户数据发送给低轨道卫星通信子系统中的信关单元。
在S404中，所述信关单元接收来自所述无人机地面通信单元的用户数据，并将所述用户数据发送至所述低轨道卫星通信子系统中的卫星星座单元。
在S406中，所述卫星星座单元接收来自所述信关单元的用户数据，并将所述用户数据发送给所述无人机通信子系统中的机载通信单元。
在S408中，所述机载通信单元接收来自于卫星星座单元的用户数据，并将所述用户数据进行解析，以便无人机根据所述用户指令运行。
本公开的用于无人机的通信方法，利用低轨道卫星进行通信中继，主要优点是轨道高度低，使得通信传输延迟短、路径损耗和功耗都较小，同时将通信、导航技术融合到一起。这样将大大降低无人机数据通信的成本，并对无人机的性能提升有很大帮助。
应清楚地理解，本公开描述了如何形成和使用特定示例，但本公开的原理不限于这些示例的任何细节。相反，基于本公开公开的内容的教导，这些原理能够应用于许多其它实施例。
图5是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。
下面参照图5来描述根据本公开的这种实施方式的电子设备500。图5显示的电子设备500仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图5所示，电子设备500以通用计算设备的形式表现。电子设备500的组件可以包括但不限于：至少一个处理单元510、至少一个存储单元520、连接不同系统组件(包括存储单元520和处理单元510)的总线530、显示单元540等。
其中，所述存储单元存储有程序代码，所述程序代码可以被所述处理单元510执行，使得所述处理单元510执行本说明书上述电子处方流转处理方法部分中描述的根据本公开各种示例性实施方式的步骤。例如，所述处理单元510可以执行如图4中所示的步骤。
所述存储单元520可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(RAM)5201和/或高速缓存存储单元5202，还可以进一步包括只读存储单元(ROM)5203。
所述存储单元520还可以包括具有一组(至少一个)程序模块5205的程序/实用工具5204，这样的程序模块5205包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
总线530可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
电子设备500也可以与一个或多个外部设备600(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备500交互的设备通信，和/或与使得该电子设备500能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口550进行。并且，电子设备500还可以通过网络适配器560与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。网络适配器560可以通过总线530与电子设备500的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备500使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的上述方法。
图6示意性示出本公开示例性实施例中一种计算机可读存储介质示意图。
参考图6所示，描述了根据本公开的实施方式的用于实现上述方法的程序产品400，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本公开的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
所述计算机可读存储介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读存储介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本公开操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该设备执行时，使得该计算机可读介质实现如下功能：无人机通信子系统中的无人机地面通信单元接收用户指令生成用户数据，并将所述用户数据发送给低轨道卫星通信子系统中的信关单元；所述信关单元接收来自所述无人机地面通信单元的用户数据，并将所述用户数据发送至所述低轨道卫星通信子系统中的卫星星座单元；所述卫星星座单元接收来自所述信关单元的用户数据，并将所述用户数据发送给所述无人机通信子系统中的机载通信单元；以及所述机载通信单元接收来自于卫星星座单元的用户数据，并将所述用户数据进行解析，以便无人机根据所述用户指令运行。
本领域技术人员可以理解上述各模块可以按照实施例的描述分布于装置中，也可以进行相应变化唯一不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
通过以上的实施例的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施例可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、移动终端、或者网络设备等)执行根据本公开实施例的方法。
通过以上的详细描述，本领域的技术人员易于理解，根据本公开实施例的用于无人机的通信系统、方法、电子设备及计算机可读介质具有以下优点中的一个或多个。
将低轨道卫星鸿雁系统应用于无人机的遥控遥测，从而实现无人机通信的远距离、高性能、小型化、低成本；
将通信、导航及自动相关监视技术融合到一起，大大缩小机载端设备的重量体积，进一步实现小型化。
针对货运无人机需求，降低星上设备复杂度，降低低轨道星座和地面信关站建设成本，符合企业用户需求。
以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施例。应可理解的是，本公开不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本公开意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。
Claims (11)
1.一种用于物流无人机的通信系统，其特征在于，包括：
无人机通信子系统，包括：
无人机地面通信单元，用于接收用户指令生成用户数据，并将所述用户数据发送给低轨道卫星通信子系统中的信关单元；
机载通信单元，所述机载通信单元包括：机载端收发信子模块、
机载端射频子模块、机载端软件子模块，机载端电压子模块，机载端结构子模块、机载端腔体滤波器、以及全向天线；用于接收来自于卫星星座单元的用户数据，并将所述用户数据进行解析，以便无人机根据所述用户指令运行；以及
低轨道卫星通信子系统，包括：
所述信关单元，用于接收来自所述无人机地面通信单元的用户数据，并将所述用户数据发送至卫星星座单元；
所述卫星星座单元，所述卫星星座单元包括多个低轨道卫星，用于接收来自所述信关单元的用户数据，并将所述用户数据发送给所述无人机通信子系统中的所述机载通信单元；
其中，所述信关单元所在的信关站根据物流无人机运营航线、运营时间及星座卫星覆盖的时间和区域确定建设数量和位置。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，低轨道卫星通信子系统还包括：
卫星运行控制中心，用于控制卫星星座单元中每一个卫星的运行姿态。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述机载通信单元，还用于接收无人机生成的运行数据，将所述运行数据发送给所述低轨道卫星通信子系统中的卫星星座单元；
所述卫星星座单元，还用于接收所述运行数据，并将所述运行数据发送给所述信关单元；
所述信关单元，还用于接收来自于所述卫星星座单元的运行数据，并将所述运行数据发送给无人机通信子系统中的所述无人机地面通信单元；
所述无人机地面通信单元，还用于接收来自于所述信关单元的运行数据，并将所述运行数据进行解析生成返回信息。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无人机地面通信单元包括：
地面端收发信子模块、地面端射频子模块、地面端软件子模块，地面端电源子模块，地面端结构子模块、地面端腔体滤波器、以及全向天线。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述卫星星座单元还包括：
2-5个卫星运行轨道，卫星运行轨道为倾斜圆轨道，卫星运行轨道倾角40°-45°。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，
所述多个低轨道卫星平均分布在2-5个卫星运行轨道中；以及
在每一个卫星运行轨道中的低轨道卫星均等间隔分布。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述无人机通信子系统中的所述机载通信单元与所述低轨道卫星通信子系统中的卫星星座单元通过Ku频段进行通信。
8.一种用于物流无人机的通信方法，其特征在于，包括：
无人机通信子系统中的无人机地面通信单元接收用户指令生成用户数据，并将所述用户数据发送给低轨道卫星通信子系统中的信关单元；
所述信关单元接收来自所述无人机地面通信单元的用户数据，并将所述用户数据发送至所述低轨道卫星通信子系统中的卫星星座单元；
所述卫星星座单元接收来自所述信关单元的用户数据，并将所述用户数据发送给所述无人机通信子系统中的机载通信单元；以及
所述机载通信单元接收来自于卫星星座单元的用户数据，并将所述用户数据进行解析，以便无人机根据所述用户指令运行，其中，所述机载通信单元包括：机载端收发信子模块、机载端射频子模块、机载端软件子模块，机载端电压子模块，机载端结构子模块、机载端腔体滤波器、以及全向天线；
所述信关单元所在的信关站根据物流无人机运营航线、运营时间及星座卫星覆盖的时间和区域确定建设数量和位置。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
卫星运行控制中心控制卫星星座单元中每一个卫星的运行姿态。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求8-9中任一所述的方法。
11.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求8-9中任一所述的方法。
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