CN113873468A - 一种网联无人机的通信质量测试方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种网联无人机的通信质量测试方法及装置，所述方法包括步骤一：确定无人机采样航线；步骤二：按照一定飞行高度沿采样航线飞行，采集三维环境通信数据，根据三维环境通信数据建立空域通信数据库；步骤三：根据空域通信数据库中的三维环境通信数据绘制通信环境数字地图；步骤四：修改飞行高度，重复步骤二、步骤三，查看通信环境数字地图是否存在异常数据点，对异常数据点所在区域重新测量，并更新空域通信数据库。本发明依据网联无人机应用中实际需要，保障了网联无人机飞行任务，并为低空通信网建设提供了参考，其航线合理性更高，规划效率高。
Description
技术领域
本发明涉及网联无人机无线通信技术领域，更具体的说是涉及一种网联无人机的通信质量测试方案及装置。
背景技术
无人驾驶航空器(Unmanned Aerial Vehicle,以下简称UAV)，简称为无人机。其全球市场在过去十年中大幅增长，现在已经成为商业、基础设施建设和消费应用的重要工具。无人机能够支持诸多领域的解决方案，可以广泛应用于建筑、石油、天然气、能源、公用事业和农业等领域。无人机行业高速发展的同时，也对无人机通信链路提出了新需求，呈现出与蜂窝移动通信技术紧密结合的发展趋势，形成“网联无人机”。通过接入低空移动通信网络，网联无人机依靠蜂窝网络在全球几乎无处不在的覆盖范围以及高速光回程和先进的通信技术，可以让地面驾驶员不受距离和地形限制地远程指挥和控制。同时，可以实现设备的监视和管理、航线的规范、效率的提升，加强了无人机有效监管从而提高飞行器的飞行安全。促进空域的合理利用极大延展无人机的应用领域，产生巨大经济价值。网联无人机在电力/石油/河道巡线、公安/交通/安防巡查以及林业/消防巡检等工作中正广泛应用，无人机+行业应用”显示出蓬勃发展势头。
但目前，现阶段低空通信蜂窝网不足以全面、稳定的支持网联无人机的安全飞行和高效作业，网联无人机通信所处的地空信道与地面用户信道差异较大，视线链路概率更高、散射分量较少同时接受到的邻区信号更多，同频干扰更严重。并且由于网联无人机灵活的高速立体移动，受多普勒频移影响的现有共网共用模式下的移动蜂窝网不能完全满足网联无人机各种任务的通信需求。
低空区域无线通信质量受地面用户终端、基站天线倾角和地形地貌等因素影响较大，不同空域通信质量存在明显差异。现有网联无人机在低空区域飞行，对该空域通信能否满足飞行任务需要和安全飞行是未知的，在实际飞行中可能出现无人机图传中断、控制中断甚至失联的情况，而目前对于通信质量评估基本停留于人为判断或简单依据基站分布，缺乏实际数据与分析依据。
因此，提供一种低空环境下的通信质量测试方法和装置是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种低空环境下的通信质量测试方法和装置。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明一方面公开了一种网联无人机的通信质量测试方法，所述方法包括以下步骤：
步骤一：确定无人机采样航线；
步骤二：按照一定飞行高度沿采样航线飞行，采集三维环境通信数据，根据三维环境通信数据建立空域通信数据库；
步骤三：根据空域通信数据库中的三维环境通信数据绘制通信环境数字地图；
步骤四：修改飞行高度，重复步骤二、步骤三，查看通信环境数字地图是否存在异常数据点，对异常数据点所在区域重新测量，并更新空域通信数据库。
优选的，上述步骤还包括，步骤五：根据5G基站信息建立SINR图。
优选的，所述步骤一中确定无人机采样航线，具体包括以下步骤：
S1.1划定无人机测试区域:根据任务需求和热点区域、待规划航线区域，在数字地图中选取矩形区域作为无人机测试区域；
S1.2空间离散化：将无人机测试区域划分为采样网格，并将网格线的交叉点作为采样点；
S1.3确定采样航线：根据采样点设置已字型往复航线。
优选的，采集的三维环境通信数据包括采样点的经纬度坐标及该坐标上无人机的通信质量数据，所述通信质量数据包括信号与干扰加噪声比SINR、参考信号接收功率RSRP、参考信号接收质量RSRQ、接收信号强度指示RSSI。
优选的，采集三维环境通信数据时，在直线和匀速飞行段采用时间间隔采集，采集频率f＝飞行速度v/采集间距d；在转弯和非匀速段采用路径离散间隔采集，到达采集点经纬坐标时记录三维环境通信数据。
本发明另一方面公开了一种网联无人机的通信质量测试方法的装置，所述装置包括存储有计算机程序的计算机，通过计算机程序执行通信质量测试方法中的步骤。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种网联无人机的通信质量测试方法，能够高效稳定的解决低空环境下的通信质量测试，保障了无人机飞行的安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的方法流程示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
如图1本发明实施例公开了一种网联无人机的通信质量测试方法，所述方法包括以下步骤：
步骤一：确定无人机采样航线，具体包括以下步骤：
S1.1划定无人机测试区域:根据任务需求和热点区域、待规划航线区域，在数字地图中选取矩形区域作为无人机测试区域，矩形区域以待规划航线为中心线，长宽根据实际需要划定。
S1.2空间离散化：将无人机测试区域划分为采样网格，并将网格线的交叉点作为采样点；具体包括设置采样密度，在矩形采样区域中设置a行b列采样网格，网格点设置为采样点，矩形长除以a、宽除以b分别为横向、纵向采样间距，对采样点编号，编号规则为初始飞行前进方向右下角采样点为1，每行从右向左递增。存储各采样点经纬度坐标，精度10^-7度。
S1.3确定采样航线：根据采样点设置已字型往复航线。
步骤二：按照一定飞行高度沿采样航线飞行，采集三维环境通信数据，根据三维环境通信数据建立空域通信数据库；采集的三维环境通信数据包括采样点的经纬度坐标及该坐标上无人机的通信质量数据，所述通信质量数据包括信号与干扰加噪声比SINR、参考信号接收功率RSRP、参考信号接收质量RSRQ、接收信号强度指示RSSI。
采集三维环境通信数据时，在直线和匀速飞行段采用时间间隔采集，采集频率f＝飞行速度v/采集间距d；在转弯和非匀速段采用路径离散间隔采集，到达采集点经纬坐标时记录三维环境通信数据。
步骤三：根据空域通信数据库中的三维环境通信数据绘制通信环境数字地图；绘制的通信环境数字地图以经纬度为x，y轴，以SINR等通信质量数据为z轴。
步骤四：修改飞行高度，重复步骤二、步骤三，查看通信环境数字地图是否存在异常数据点，对异常数据点所在区域重新补测，并更新空域通信数据库，建立所有高度的空域通信数据库。对异常数据点进行补测时，网联无人机再飞一次异常数据点(例如SINR过低或时延过高，相较临近空间波动较大)，重新采集异常数据点的三维环境通信数据，对空域通信数据库进行更新。
进一步的，上述方法还包括步骤五：根据5G基站信息建立SINR图，通过SINR图加强5G基站对网联无人机无线通信的支持与影响分析。SINR图的建立可以通过网联无人机获取实时连接基站无线接入网络小区标识ECI与跟踪区域码TAC，查询得出连接5G基站经纬度坐标，输入5G基站参数得到SINR图，5G基站参数包括基站经纬度坐标、天线配置、基站功率等，通过SINR图分析5G基站对网联无人机无线通信的影响，保障网联无人机的通信质量。
本发明实施例另一方面公开了一种网联无人机的通信质量测试方法的装置，所述装置包括存储有计算机程序的计算机，通过计算机程序执行通信质量测试方法中的步骤。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种网联无人机的通信质量测试方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤一：确定无人机采样航线；
步骤二：按照一定飞行高度沿采样航线飞行，采集三维环境通信数据，根据三维环境通信数据建立空域通信数据库；
步骤三：根据空域通信数据库中的三维环境通信数据绘制通信环境数字地图；
步骤四：修改飞行高度，重复步骤二、步骤三，查看通信环境数字地图是否存在异常数据点，对异常数据点所在区域重新测量，并更新空域通信数据库。
2.根据权利要求1所述的网联无人机的通信质量测试方法，其特征在于，还包括，步骤五：根据5G基站信息建立SINR图。
3.根据权利要求1所述的网联无人机的通信质量测试方法，其特征在于，所述步骤一中确定无人机采样航线，具体包括以下步骤：
S1.1划定无人机测试区域:根据任务需求和热点区域、待规划航线区域，在数字地图中选取矩形区域作为无人机测试区域；
S1.2空间离散化：将无人机测试区域划分为采样网格，并将网格线的交叉点作为采样点；
S1.3确定采样航线：根据采样点设置已字型往复航线。
4.根据权利要求1所述的网联无人机的通信质量测试方法，其特征在于，采集的三维环境通信数据包括采样点的经纬度坐标及该坐标上无人机的通信质量数据，所述通信质量数据包括信号与干扰加噪声比SINR、参考信号接收功率RSRP、参考信号接收质量RSRQ、接收信号强度指示RSSI。
5.根据权利要求4所述的网联无人机的通信质量测试方法，其特征在于，采集三维环境通信数据时，在直线和匀速飞行段采用时间间隔采集，采集频率f＝飞行速度v/采集间距d；在转弯和非匀速段采用路径离散间隔采集，到达采集点经纬坐标时记录三维环境通信数据。
6.基于权利要求1-5任意一种网联无人机的通信质量测试方法的装置，其特征在于，所述装置包括存储有计算机程序的计算机，通过所述计算机程序执行权利要求1-5任意一项方法中的步骤。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104459193A (zh) * | 2014-12-05 | 2015-03-25 | 中国航天空气动力技术研究院 | 一种基于无人机侧航法估算侧风信息的方法 |
| CN110190891A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-08-30 | 华南农业大学 | 耕地质量低空遥感和地面传感的监测数据采集方法及系统 |
| CN110262545A (zh) * | 2019-05-30 | 2019-09-20 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司天生桥局 | 一种无人机飞行三维航迹规划方法 |
| CN112947553A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-06-11 | 广东南方电信规划咨询设计院有限公司 | 一种5g网络信号的低空覆盖测试方法及系统 |
| CN113030588A (zh) * | 2019-12-24 | 2021-06-25 | 中航空管系统装备有限公司 | 基于无人机的机场通信导航设备电磁环境检测系统 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104459193A (zh) * | 2014-12-05 | 2015-03-25 | 中国航天空气动力技术研究院 | 一种基于无人机侧航法估算侧风信息的方法 |
| CN110190891A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-08-30 | 华南农业大学 | 耕地质量低空遥感和地面传感的监测数据采集方法及系统 |
| CN110262545A (zh) * | 2019-05-30 | 2019-09-20 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司天生桥局 | 一种无人机飞行三维航迹规划方法 |
| CN113030588A (zh) * | 2019-12-24 | 2021-06-25 | 中航空管系统装备有限公司 | 基于无人机的机场通信导航设备电磁环境检测系统 |
| CN112947553A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-06-11 | 广东南方电信规划咨询设计院有限公司 | 一种5g网络信号的低空覆盖测试方法及系统 |
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