CN116193394A - 综合任务地面指挥控制系统及数据处理方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种综合任务地面指挥控制系统及数据处理方法，包括网络交换设备、中心服务器和任务车，任务车安装无人机、车载交换机和车载服务器；无人机安装机载宽带卫星通信天线和计算机；任务车安装车载宽带卫星通信天线，车载宽带卫星通信天线设置车载宽带卫星通信接口；车载服务器设置车载服务器通信接口；车载服务器通信接口与车载交换机的第一通信接口通过网线连接，车载宽带卫星通信接口与车载交换机的第二通信接口通过网线连接；网络交换设备设置网络交换设备通信接口，中心服务器设置中心服务器通信接口，网络交换设备通信接口与中心服务器通信接口通过网线连接。本申请保证救援设备间数据传输的稳定性，提高救援的顺利性。

Description

综合任务地面指挥控制系统及数据处理方法

技术领域

本申请涉及应急救援技术领域，尤其涉及一种综合任务地面指挥控制系统及数据处理方法。

背景技术

当灾情发生时，第一时间防控与应对灾情来降低人民伤亡以及财产损失是首要任务。因此建立灾情险情救援体系、城市应急救助体系已成为社会保障事业的重要组成部分，在事故突发时能在第一时间赶赴现场并用功能齐全、性能优良的救灾抢险设备是将人员以及财产得到有效救治，灾害损失降到低值的有效途径。

随着我国科技的不断进步，应急指挥保障任务车应运而生，作为一种新型的保障体系应用于多个领域中，任务车是一个多功能应急指挥调度平台，为重大活动、突发公共安全事件、自然灾害保障等应急处理提供了重要帮助。任务车集成信息采集传输、视频会议、现场决策等多个功能，将远端指挥中心延伸到了应急现场，方便决策指挥者实时了解现场情况，提高应急服务能力。

即时畅通的通讯系统对应急指挥车十分重要。截至目前任务车具备4G、电台等通讯方式，仍依赖基站进行通信，能够在城市以及城市的郊区作业，但在高原、沙漠、丛林、高山等无基站覆盖或者基站信号很弱的区域，任务车与救援现场之间的数据无法顺利传输，导致救援也无法顺利进行。

发明内容

本申请提供一种综合任务地面指挥控制系统及数据处理方法，用以解决上述背景技术中存在的问题。

第一方面，本申请提供一种综合任务地面指挥控制系统，包括飞控中心和任务车，所述飞控中心包括网络交换设备和中心服务器，所述任务车包括多个载荷，分别为：无人机、车载交换机和车载服务器；

所述无人机可分离地放置在所述任务车上，所述无人机安装有机载宽带卫星通信天线；

所述无人机上还设置有机载控制器，所述机载控制器用于接收所述中心服务器或所述车载服务器发送的无人机控制指令，以控制无人机及无人机载荷工作；

所述任务车的车箱外顶部安装有车载宽带卫星通信天线，所述车载宽带卫星通信天线设置有车载宽带卫星通信接口；

所述车载服务器设置在所述任务车的车箱内，所述车载服务器设置有车载服务器通信接口；

所述车载交换机设置有第一通信接口和第二通信接口，所述车载服务器通信接口与所述第一通信接口通过网线连接，所述车载宽带卫星通信接口与所述第二通信接口通过网线连接；

所述网络交换设备设置有网络交换设备通信接口，所述中心服务器设置有中心服务器通信接口，所述网络交换设备通信接口与所述中心服务器通信接口通过网线连接，以相互传输数据。

可选地，所述载荷还包括窄带模块，所述窄带模块上设置有窄带模块通信接口，所述交换机上设置有第三通信接口，所述窄带模块通信接口通过网线与所述第三通信端口通过网线连接。

可选地，所述载荷还包括电台，所述电台设置有电台通信接口，所述车载交换机设置有第四通信接口，所述电台通信接口通过网线与所述第四通信接口通过网线连接。

可选地，所述任务车还包括基站，所述基站设置有基站通信接口，所述车载交换机设置有第五通信接口，所述基站通信接口与所述第五通信接口通过网线连接。

可选地，所述载荷还包括Wifi设备，所述Wifi设备包括Wifi设备通信接口，所述车载交换机包括第六通信接口，所述Wifi设备通信接口与所述第六通信接口通过网线连接。

可选地，所述载荷还包括第一摄像头、第二摄像头和第三摄像头；

所述第一摄像头设置在所述任务车的外车顶，且与所述车载交换机信号连接；

所述第二摄像头设置在所述任务车的车箱内，且与所述车载交换机信号连接；

所述第三摄像头设置在所述任务车的司机室内，且与所述车载交换机信号连接。

可选地，所述载荷还包括可移动计算机、IP电话和远距离无线电；

所述可移动计算机与所述车载交换机信号连接，所述IP电话与所述车载交换机信号连接，所述LORA/NB-lot与所述车载交换机信号连接。

可选地，所述载荷还包括单兵背负站；所述单兵背负站包括微型卫星通信天线、移动终端、救援设备。

可选地，所述载荷还包括发电机和UPS；所述发电机与所述UPS电连接，所述UPS与所述任务车包括的各用电设备电连接。

第二方面，本申请提供一种综合任务地面指挥控制系统的数据处理方法，应用于第一方面所述的任意一项所述的综合任务地面指挥控制系统中，所述方法包括：

指挥设备通过宽带卫星通信天线向无人机发送作业指令，所述指挥设备包括中心服务器和车载服务器中的至少一种，所述中心服务器与网络交换设备存在网络连接，所述车载服务器与车载宽带卫星通信天线存在网络连接；

所述无人机通过机载宽带卫星通信天线接收所述作业指令，以根据所述作业指令执行相应操作，并产生无人机作业数据，所述无人机作业数据包括飞控数据和载荷数据；

所述无人机通过机载宽带卫星通信天线向所述指挥设备发送所述无人机作业数据；

所述指挥设备通过所述网络交换设备接收所述无人机作业数据，并处理。

由上述内容可知，本申请实施例提供的综合任务地面指挥控制系统包括飞控中心和任务车，其中飞控中心设置了网络交换设备，从而使得中心服务器通过网络交换设备、关口站和宽带卫星可以与无人机进行数据交换，也即通过卫星链路进行数据交换；其中，任务车上设置有宽带卫通，从而使得车载服务器可以通过宽带卫通、宽带卫星进行数据交换，以控制无人机进行救援现场数据采集，或向无人机发送指令数据，相互配合实现救援。而现有的应急保障设备需要通过基站等基础设施进行通信，当遇到基站等基础设施被损坏时，现有的应急保障设备显得无能为力；因此相较于现有的应急保障设备，本申请实施例提供的综合任务地面指挥控制系统通过卫星进行通信，不再依赖基站等基础设施，因此，即便基站等基础设施出现故障时，本申请实施例提供的综合任务地面指挥控制系统依然可以正常工作，保证数据传输的稳定性，以指导紧急救援、土地测绘等工作顺利进行。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例提供的一种综合任务地面指挥控制系统的架构示意图；

图2为本申请另一实施例提供的图1所示的系统的作业流程图；

图3为本申请又一实施例提供的一种综合任务地面指挥控制系统的架构示意图；

图4为图3中的任务车的放大图；

图5为本申请一实施例提供的一种将无人机数据传输到中心服务器的流程图；

图6为本申请一实施例提供的一种将无人机数据传输到车载服务器的流程图；

图7为本申请一实施例提供的一种将监测站数据传输到中心服务器和车载服务器的流程图；

图8为本申请一实施例提供的一种飞控中心进行远程会议的流程图；

图9为本申请一实施例提供的一种将车载服务器向监测站和无人机发送控制指令的流程图；

图10为本申请提供一种综合任务地面指挥控制系统的数据处理方法的流程图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，也属于本申请保护的范围。另外，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1是根据本申请实施例示出的一种综合任务地面指挥控制系统。如图1所示，该综合任务地面指挥控制系统包括飞控中心和任务车。所述飞控中心包括网络交换设备和中心服务器。所述任务车包括多个载荷，分别为：无人机、车载交换机和车载服务器。

所述无人机可分离地放置在所述任务车上，所述无人机安装有机载宽带卫星通信天线；

所述无人机上还设置有机载控制器，所述机载控制器用于接收所述中心服务器或所述车载服务器发送的无人机控制指令和无人机载荷控制指令，以控制无人机及无人机载荷工作；

所述任务车的车箱外顶部安装有车载宽带卫星通信天线，所述车载宽带卫星通信天线设置有车载宽带卫星通信接口；

所述车载服务器设置在所述任务车的车箱内，所述车载服务器设置有车载服务器通信接口；

所述车载交换机设置有第一通信接口和第二通信接口，所述车载服务器通信接口与所述第一通信接口通过网线连接，所述车载宽带卫星通信接口与所述第二通信接口通过网线连接；

所述网络交换设备设置有网络交换设备通信接口，所述中心服务器设置有中心服务器通信接口，所述网络交换设备通信接口与所述中心服务器通信接口通过网线连接，以相互传输数据。

其中，车载交换机用于实现各车载设备的网络统一接入与管理。

当有紧急情况发生，比如，地震、森林火灾、洪水等，导致事发当地的通信设施，比如基站，被毁坏，无法进行正常通信时，而又需要紧急救援，没有通信息设备是无法实行救援的，此时，可以使用综合任务地面指挥控制系统进行通信，辅助救援工作。在使用时，首先需要将任务车驾驶到紧急情况发生地，使用任务车上的应急保障设备进行通信，以援助救援。

在进行救援时，经常会控制无人机到事故现场，从各个不同的角度拍摄事故现场，比如，拍摄事故现场的远景、近景，并将拍摄的视频、照片发送给指挥中心，以使指挥中心从不同的角度分析事故现场，从而可以更好的指挥救援。

由图1可知，无人机既可以与飞控中心进行通信，也可以与任务车进行通信，因此实现对无人机的指挥即可以通过飞控中心，也可以通过任务车。一般情况下，飞控中心的工作人员为总指挥员，因此，首先采用飞控中心的中心服务器控制无人机进行工作；当飞控中心不能控制无人机时，比如，当飞控中心的工作人员不足，或飞控中心的设备故障时，通过任务车内的车载服务器控制无人机工作。

进一步地，无人机在在接收到中心服务器或车载服务器的控制指令，并根据控制指令进行工作时，也会产生的数据，比如，对于飞机本身的飞行状态，或者，飞机上的载荷在工作时产生的相关数据，比如，吊舱拍摄的视频数据，这些数据均需要传送给车载服务器和中心服务器。

因此，在应急救援过程中，无人机、中心服务器和车载服务器相互之间进行数据传输至少包括五种情况：第一种，中心服务器向无人机发送数据，比如，发送无人机控制指令，用于飞控中心直接控制无人机；第二种，车载服务器向无人机发送数据，比如，也为发送无人机控制指令，用于车载服务器直接控制无人机；第三种，无人机向车载服务器发送数据；第四种，无人机向中心服务器发送数据；第五种，中心服务器和车载服务器之间相互进行数据传输。

第一种，当飞控中心可以与无人机进行通信时，飞控中心的中心服务器直接向无人机发送数据，一般为发送控制指令，控制无人机工作，辅助救援开展，参见图2，其控制过程如下：

飞控中心的工作人员接收到紧急援助任务后，制定作业计划，作业计划一般为携带无人机作业类型，当然对于比较简单的救援任务可以为不携带无人机作业类型，本申请以携带无人机作业类型为例。比如，作业计划可以为：控制无人机在灾区A进行巡查；

根据作业计划制定无人机任务指令，并向中心服务器输入无人机任务指令，比如，无人机任务指令可以为：起飞无人机，并使用吊舱拍摄事故现场画面；

中心服务器接收该无人机任务指令，并通过中心服务器通信接口向关口站发送无人机任务指令，关口站接收无人机任务指令，并将无人机任务指令转发给宽带卫星；

宽带卫星将无人机任务指令转发给无人机的机载宽带卫星通信天线，机载宽带卫星通信天线再将无人机任务指令转发给机载控制器；

机载控制器接收该无人机任务指令并根据该无人机任务指令控制无人机的飞行，及控制无人机吊舱进行拍摄。

另外，无人机飞行状态也通过中心服务器控制，因此无人机除了接收无人机任务指令外，还要接收无人机控制指令，比如，无人机上升指令，以使得无人机飞得更高，拍摄更多的事故现场画面，使得指挥人员可以全面的得知事故现场的情况，以制定出更全面的救援计划。还比如，无人机下降指令，对于需要救援的具体位置进行近距离拍摄，以针对需要救援的个体给出针对性的救援方案，以提高救援的成功率。无人机在执行任务的过程中，中心服务器会根据任务的进度向无人机发送不同的任务指令，在此不做一一详述。

对于中心服务器需要发送给无人机的任意数据，均可以通过上述过程完成，本申请不做一一详述。

另外，需要说明的是，无人机在起飞起前，工作人员会对无人机及无人机的各载荷进行设备检查，当确保无人机及各载荷都可以正常工作时，再起飞无人机。

进一步地，工作人员可以通过如下方法得知无人机任务指令，从而得知无人机是否要起飞：中心服务器在向无人机发送任务指令时，可以同时向车载服务器发送该任务指令，任务车的工作人员可以通过与车载服务器连接的显示屏进行查看，从而得知任务指令。或者，无人机在接收到无人机任务指令时，会通过语音播报的方式进行播报，工作人员同样可以得知该无人机任务指令。

第二种，当飞控中心无法控制无人机时，通过任务车内的车载服务器控制无人机工作，参见图2，过程如下：

工作人员接收到援助任务时，制定作业计划，比如，作业计划可以为：控制无人机在灾区A进行巡查；

根据作业计划制定无人机任务指令，并向车载服务器输入无人机任务指令，比如，无人机任务指令可以为：起飞无人机，并使用吊舱拍摄事故现场画面；

车载服务器接收该无人机任务指令将该无人机任务指令发送给车载交换机；

车载交换机将无人机任务指令发送给车载宽带卫星通信天线，为了描述方便本申请中部分描述中将车载宽带卫星通信天线简称为宽带卫通；

宽带卫通再将该无人机任务指令发送给宽带卫星，宽带卫星将无人机任务指令转发给无人机的机载宽带卫星通信天线，机载宽带卫星通信天线再将任务指令转发给机载控制器；

机载控制器接收该任务指令并根据该任务指令控制无人机的飞行，及控制无人机各载荷工作。

另外，对于无人机飞行状态的控制指令，也通过上述过程进行发送给无人机。进一步地，对于车载服务器需要发送给无人机的任意一数据，均可以通过上述第二种所述的过程完成，本申请不做一一详述。

当然在无人机起飞前同样需要对无人机及其上的载荷设备进行监查。

第三种和第四种，无人机在进行飞行或无人机各载荷在工作时，都会产生数据，比如，无人机在飞行时，机载控制器会记录飞行数据，比如，起飞时间，起飞地点，上升时间，上升高度，下降时间等，都会记录下来，再比如，无人机的吊舱拍摄的视频数据，这些数据都需要从无人机端发送给中心服务器和车载服务器，以使得中心服务器和车载服务器对无人机及其载荷进行监控，不仅可以及时得获取到事故现场的情况，而且当无人机或载荷出现故障时可以及时采取措施。

参见图5，无人机将数据发送给中心服务器的过程可以为：无人机通过机载卫通将数据发送给宽带卫通，宽带卫通将数据转发给关口站，关口站将数据转发给网络交换设备，网络交换设备将数据再发送给中心服务器。

参见图6，无人机将数据发送给车载服务器的过程可以为：无人机通过机载卫通将数据发送给宽带卫通，宽带卫通将数据转发给车载卫通，车载卫通将数据转发给车载交换机，车载交换机将数据再发送给车载服务器。

中心服务器和车载服务器在接收到无人机发送的数据时，指挥人员查询该数据，并根据接收的该数据，确定是否要优化救援方案或制定出更进一步的救援方案，以进一步指导救援。

第五种，中心服务器和车载服务器之间相互进行数据传输。

在进行紧急救援时，如果控制中心的工作人员和任务车的工作人员需要进行沟通时，比如，共同沟通调整救援方案，可以通过中心服务器和车载服务器之间的数据交换，以实现沟通的目的。

当中心服务器需要向车载服务器发送数据时，其传输的过程如下：

中心服务器首先向关口站发送待传输数据；关口站将待传输数据发送给宽带卫星；宽带卫星将待传输数据发送给宽带卫通；宽带卫通将待传输数据发送给车载交换机，车载交换机将待传输数据发送给车载服务器。

对于车载服务器向中心服务器发送数据，过程与中心服务器向车载服务器发送数据类似，只是数据传输的方向相反，其过程可以为：

车载服务器将待传输数据发送给车载交换机；车载交换机将待传输数据发送给宽带卫通；宽带卫通将待传输数据发送给宽带卫星；宽带卫星将待传输数据发送给关口站；关口站将待传输数据发送给中心服务器。

指挥工作人员从中心服务器或车载服务器查询到无人机各载荷收集的救援现场数据时，可以对各救援现场数据进行分析，并根据分析结果确定进一步的指挥工作，以指挥无人机的进一步操作，如此往复跟进救援情况，实时指挥救援。

由上述内容可知，本申请实施例提供的综合任务地面指挥控制系统包括飞控中心和任务车，其中飞控中心设置了网络交换设备，从而使得中心服务器通过网络交换设备、关口站和宽带卫星可以与无人机进行数据交换，也即通过卫星链路进行数据交换；其中，任务车上设置有宽带卫通，从而使得车载服务器可以通过宽带卫通、宽带卫星进行数据交换，以控制无人机进行救援现场数据采集，或向无人机发送指令数据，相互配合实现救援。而现有的应急保障设备需要通过基站等基础设施进行通信，当遇到基站等基础设施被损坏时，现有的应急保障设备显得无能为力；因此相较于现有的应急保障设备，本申请实施例提供的综合任务地面指挥控制系统通过卫星进行通信，不再依赖基站等基础设施，因此，即便基站等基础设施出现故障时，本申请实施例提供的综合任务地面指挥控制系统依然可以正常工作，保证数据传输的稳定性，以指导紧急救援、土地测绘等工作顺利进行。

其中，车载服务器可以为一台服务器，也可以是由多台服务器组成的服务器集群，或者是一个云计算服务中心。

其中，中心服务器可以为一台服务器，也可以是由多台服务器组成的服务器集群，或者是一个云计算服务中心。

另外，中心服务器和车载服务器内均安装有飞行平台控制软件、数据处理软件。进一步地，飞行平台控制软件包括用于控制无人机自身飞行的控制软件和用于控制无人机内各载荷的控制软件。数据处理软件包括飞控数据处理软件和载荷数据处理软件。

进一步地，参见图5，中心服务器在接收到数据后，需要确定数据的类型，如果是飞控数据，则将数据发送给飞控数据处理软件，使用飞控数据处理软件对数据进行进一步处理，如果是载荷数据，将数据发送给载荷数据处理软件，由载荷数据处理软件对数据进行进一步处理。

进一步地，参见图6，车载服务器在接收到数据后，需要确定数据的类型，如果是飞控制数据，则将数据发送给飞控数据处理软件，使用飞控数据处理软件对数据进行进一步处理，如果是载荷数据，将数据发送给载荷数据处理软件，由载荷数据处理软件对数据进行进一步处理。

其中，车载交换机支持的通信接口可以为串口、TCP/IP网、物联网、卫星网中的任意一种。

其中，任务车上的其它各载荷支持的通信接口可以为RS422、TCP/IP网络协议等通信接口中的任意一种。

可选地，飞控中心还包括第一终端设备，第一终端设备包括第一输入装置，比如键盘，第一输入装置与中心服务器电缆连接。飞控中心的工作人员通过第一输入装置向中心服务器输入任务指令，任务指令主要用于告知任务车上的工作人员需要执行的任务，以使任务车的工作人员根据任务指令操作无人机，比如，任务指令可以为：控制无人机在灾区A进行巡查。

进一步地，第一终端设备还包括第一显示屏，第一显示屏与中心服务器电缆连接，第一显示屏用于显示中心服务器发送的数据，比如，无人机在巡查时拍摄的视频，这样工作人员可以通过第一显示屏查看无人机拍摄的视频。

进一步地，任务车上也设置有第二终端设备，第二终端设备包括第二输入装置和第二显示屏，第二输入装置和第二显示屏与车载服务器电缆连接。其中，第二输入装置也可以为键盘，任务车上的工作人员通过输入装置向车载服务器输入操作指令，以使得车载服务器向无人机发送该操作指令，操作指令为用于控制无人机的指令，比如，控制无人机转向、升降的指令。

另外，可以将第二输入装置、第二显示屏和车载服务器统称为车载系统。进一步地，车载系统还可以包括网络转换模块，还可以包括安装在车载服务器的软件，比如，数据转发软件、数据处理软件、飞控控制软件、吊舱控制软件等。

其中，网络转换模块用于车载系统与其它设备之间的网络连接，以保证网络畅通。数据转发软件用于将接收到的数据转换为车载系统可以识别的数据，或者将要发送的数据转换成通信协议可以接受的数据，以保证数据的正常收发。数据处理软件用于分析接收到的数据，比如，当接收到的灾情现场的视频画面不够清晰时，可以增强视频画面，得到清晰的视频画面。飞控控制软件用于通过软件控制无人机，比如，通过点击显示屏显示的飞控控制软件的用户界面上显示的各按键，控制无人机的飞行，比如，控制无人机左转，右转，上升，下降等。吊舱控制软件用于控制无人机内吊舱的工作，比如，吊舱启动，以拍摄事故现场画面。

各终端设备与对应的服务器通过有线或无线网络建立通信连接。

可选地，参见图3和图4，任务车的载荷还包括窄带模块，所述窄带模块上设置有窄带模块通信接口，所述车载交换机上设置有第三通信接口，所述窄带模块通信接口通过网线与所述第三通信端口通过网线连接。

所述窄带模块是一个集成天线设备，与车载服务器通过RS232/RS485通信接口连接。

当上述用于通信的宽带卫通发生故障时，可以通过窄带模块进行通信，以保证任务车与无人机和中心服务器可以进行正常通信，以保证救援工作可以顺利进行。

窄带卫星作为高通量宽带卫星的冗余备用通信链路，基于铱星移动通信网络或者北斗卫星网络突发短数据服务的传输终端，集成RS232、RS485接口。单包数据容量支持达340个字符，时域双工工作模式，可以实现与车载系统之间进行小数据量的双向数据传输，实现全球范围内的双向数据传输，以及定位跟踪服务。非常适合于无地面网络覆盖的、小数据量、迫切性强数据采集传输和跟踪定位场合的应用。在本申请中主要实现冗余数据链路功能，在宽带卫通网络故障的情况下无缝切换至窄带网络进行数据收发，保障任务车内各设备、中心服务器的各设备及无人机相互间进行通信。

如图6-图9所示，各设备间在进行通信时，当宽带卫通链路正常时，优先选择宽带卫星进行通信，如果宽带卫通链路不能正常通信时，选择窄带卫星进行通信，具体实施例可参见下述相关描述，在此做赘述。

可选地，参见图3和图4，任务车的载荷还包括电台，所述电台设置有电台通信接口，所述车载交换机设置有第四通信接口，所述电台通信接口通过网线与所述第四通信接口通过网线连接。

电台的工作频率为902～928MHz，采用跳频技术(英文全称：Frequency-HoppingSpread Spectrum；英文简称：FHSS)实现可靠的无线异步数据传输。最大发射功率1W，最大传输波特率可达276kbps，传输距离可达60Km。

电台作为通信链路的又一补充，在宽带卫通和窄带卫通都发生故障时，可以使用电台进行通信。

由于无人机专用频段工业级高性能无线串口通信模块，支持网络、点对点、点对多点的通信模式。通过电台可以保障中小型无人机的遥控遥测数据链。

可选地，参见图3和图4，所述任务车的载荷还包括基站，所述基站设置有基站通信接口，所述车载交换机设置有第五通信接口，所述基站通信接口与所述第五通信接口通过网线连接。

基站可以为4G基站，也可以为5G基站，本申请实施例对此不做限制。

以4G基站为例，4G基站是基于TD-LTE技术的小型化和一体化无线宽带综合通信系统，集核心网、基站于一体，轻巧便携，具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、便于安装、大吞吐量、低时延、可调节的发射功率、IP65防护等级、全IP架构等特点。4G基站覆盖以无人机为中心半径范围1～3公里的宽带集群网络，给地面应急小组或者专业工作人员提供集群语言、数据、视频等通信业务。

可选地，参见图3和图4，所述任务车的载荷还包括Wifi设备，所述Wifi设备包括Wifi设备通信接口，所述车载交换机包括第六通信接口，所述Wifi设备通信接口与所述第六通信接口通过网线连接。

Wifi设备为无线设备，用于实现地勤作业人员与移动设备的网络接入功能，比如，为下述可移动计算机，地勤人员随身携带的其它设备等提供网络。

可选地，参见图3和图4，所述任务车的载荷还包括第一摄像头、第二摄像头和第三摄像头。

所述第一摄像头设置在所述任务车的外车顶，且与所述车载交换机信号连接；

所述第二摄像头设置在所述任务车的车箱内，且与所述车载交换机信号连接；

所述第三摄像头设置在所述任务车的司机室内，且与所述车载交换机信号连接。

进一步地，第一摄像头可以首选采用全景摄像头，第二摄像头和第三摄像头采用半球摄像头。

第一摄像头用于实现卫通设备以及周边作业环境的监控。

第二摄像头可用于监控厢体内各设备的设备运行情况。

第三摄像头可以实现司机驾驶情况的监控，且可与司机进行云对话，实时获取驾驶室的情况。

第一摄像头、第二摄像头和第三摄像头均与车载交换机通过网线连接。

可选地，参见图3和图4，所述任务车的载荷还包括可移动计算机、IP电话和远距离无线电。

所述可移动计算机与所述车载交换机信号连接，所述IP电话与所述车载交换机信号连接，所述远距离无线电与所述车载交换机信号连接。

其中，可移动计算机可以为超融合笔记本，比如，可以为固体笔记本。

进一步地，可移动计算机采用上翻式铝合金机箱设计，集成Intel Core i7-7500U，双核四线程，主频2.7GHz CPU，8G内存，512G硬盘，搭载13.3英寸LED液晶屏，1920x1080分辨率，电容式触摸屏，集成交换机模块、卫星数据接口模块、吊舱控制迷你手柄，笔记本安装window10系统，部署有吊舱控制软件、无人机控制软件、数据平台客户端。通过连接任务车wifi实现对无人机以及飞行平台进行操作和监控。

其中，IP电话具备高清音质，千兆双网口，支持POE供电，支持Opus声音编码格式，多个SIP账号，支持多方会议，可实现与地勤作业人员、飞控中心指挥人员的语音通话以及视频会议。

其中，远距离无线电(英文全称：Long Range Radio；英文简称：LoRa)，最大特点就是在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离更远，实现了低功耗和远距离的统一，它在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离扩大3-5倍。

LoRa是物联网(英文全称：Internet of Things，英文简称：IoT)的无线平台。LoRa芯片组将传感器连接到云端，实现数据和分析的实时通信，从而提高效率和生产率

因此，LoRa具有传输距离远，传输稳定的特点，任务车集成LoRa网关设备，收集监测设备终端的监测数据，网关数据接入车载系统，转换成卫星网，转发车载服务器或中心服务器。

可选地，参见图3，所述任务车的载荷还包括单兵背负站；所述单兵背负站包括微型卫星通信天线、移动终端、救援设备。

在需要工作人员到达救援现场时，工作人员可以携带单兵背负站，通过单兵背负站与车载服务器、中心服务器进行通信。

另外，还需要说的是，参见图2，在进行指定作业计划时，除了需要无人机作用，还能可能需要单兵作业，通过单兵和无人机联合作业，可以更好的进行救援。

作业完成后，收集监测站数据(下述内容提及)、无人机数据、专业工作人员数据；数据整合拟合处理；收回无人机；整理数据。

可选地，参见图3和图4，所述任务车的载荷还包括发电机和不间断电源；所述发电机与所述不间断电源电连接，所述不间断电源与所述任务车包括的各用电设备电连接。

发电机用于在任务车无法获得电的情况下，为任务车的车辆设备提供供电。

其中，不间断电源(英文全称：Uninterruptible Power Supply；英文简称：UPS)，是一种含有储能装置的不间断电源。主要用于给部分对电源稳定性要求较高的设备，提供不间断的电源。

因此，当任务车突然断电时，UPS为任务车设备持续提供电源，保障设备的正常运行。

其中，宽带卫通可以是基于Ku、Ka等波段卫星的多轴宽频的移动卫星通信产品。采用高度一体化的设计，将高效率抛物面、馈电网络、低噪放、伺服控制模块、GPS/北斗模块、智能跟踪结构集成到同一个天线设备中，该宽带卫通让任务车具备在山地等无基站信号的情况下，通过卫星进行视频实时回传、IP通话及宽带上网等功能、有效填补了任务车在卫星通信方面的空白。

参见图3和图4，在救援现场一般还会设置有监测站，监测站包括一个或多个监测设备，监测设备一用于救援现场的环境监测，比如，监测设备为温度传感器、湿度传感器等。

参见图7，监测站数据通过如下方法发送到飞控中心：

监测站设备首先将数据发送给LoRa网关；

LoRa网关再将数据发送车载交换机；

车载交换机将数据发送车载服务器，车载服务器通过其内安装的数据分析软件对数据进行分析；

数据分析软件对数据分析完成后，再发送给车载服务器，并由车载服务器转发给车载交换机，当宽带卫通链路正常，则通过宽带卫通链路将数据发送给飞控中心的中心服务器，也即数据依次发送给宽带卫星和关口站，再发送给中心服务器；如果不正常，则通过窄带链路发送给飞控中心的中心服务器，也即数据依次发送给窄带卫星、窄带服务器，再发送给中心服务器。

飞控中心和车载服务器接收到监测站的数据后，根据监测站的数据优化救援方案，比如，监测站发送的数据为救援地的湿度和湿度，则指挥工作人员，根据温度，湿度是否会影响无人机的飞行高度，飞行速度来确定无人机的飞行计划，以计划出合理的飞行任务。

进一步地，参见图9，车载服务器也需要将控制指令发送给监测站，以使得监测站在接收到控制指令后，响应该控制指令。比如，车载服务器主动向监测站设备发送数据请求指令，监测站设备接收到指令后，获取对应的数据，返回给车载服务器。车载服务器通过如下过程将控制指令发送给监测站：

车载服务器根据需要生成控制指令，该控制指令可以是根据车载服务器运行的软件自动生成的指令，也可以工作人员通过输入装置输入到车载服务器；

车载服务器将控制指令发送给车载交换机，车载交换机判断该指令是与无人机相关的指令，还是与监测站相关的指令，如果是与监测站相关的指令，则发送给LoRa网关，由LoRa网关转发给监测站；

如果是与无人机相关的指令，且如果宽带卫通链路正常，则通过宽带卫星发送给无人机；如果宽带卫通链路不正常则通过窄带卫星链路发送给无人机。

另外，飞控中心的工作人员根据需要还可能与救援现场的工作人员或携带有背负站的单兵进行远程会议，以实时指令救援工作的开展。参见图8，远程会议的流程如下：

飞控中心首先确定宽带链路是否正常；

如果正常，则飞控中心将数据依次发送给关口站、宽带卫星、车载天线、车载交换机；如果不正常，飞控中心将数据依次发送给窄带服务器、窄带卫星、车载窄带模块、车载交换机；此处的数据为需要进行远程会议的指令，比如，指令可以为与工作人员进行视频。

车载交换机判断飞控中心发送的指令，如果指令是接通单兵，则车载交换机将接通单兵的指令发送给Wifi设备，Wifi设备再将指令发送单兵背负站的设备，比如，单兵背负站的移动手机，以接通移动手机，与单兵取得联系；

如果指令是需要与工作人员进行视频，则将指令发送给任务车上的摄像头；摄像头接收到指令后，启动摄像头，飞控中心的工作人员与任务车的工作人员通过摄像头进行视频；

如果指令是需要与工作人员进行IP电话，则交换机将指令发送IP电话；IP电话接到指令后，启动电话功能，飞控中心的工作人员与任务车通过IP电话进行沟通。

上述提及的宽带链路是否正常，如果数据能通过宽带链路进行收发，则确定宽带链路正常，如果不能，则确定宽带链路不正常。

另外，需要说明的是，本申请方案是基站通信的补充，当基站这些基础设施仍可以进行通信时，可以选择使用基站等进行通信，当基站遭到迫害时，使用本申请技术方案进行通信。

本申请实施例提供的综合任务地面指挥控制系统不仅可以用于紧急救援，还可以用于管道巡线、电力巡线、森林防护、现代农业监测、土地测绘、边防巡检等场景领域。

本申请实施例还提供了一种综合任务地面指挥控制系统的数据处理方法，该方法可应用于上述的综合任务地面指挥控制系统中，参见图10，所述方法包括：

步骤301，指挥设备通过宽带卫星通信天线向无人机发送作业指令，所述指挥设备包括中心服务器和车载服务器中的至少一种，所述中心服务器与网络交换设备存在网络连接，所述车载服务器与车载宽带卫星通信天线存在网络连接；

步骤302，所述无人机通过机载宽带卫星通信天线接收所述作业指令，以根据所述作业指令执行相应操作，并产生无人机作业数据，所述无人机作业数据包括飞控数据和载荷数据；

步骤303，所述无人机通过机载宽带卫星通信天线向所述指挥设备发送所述无人机作业数据；

步骤304，所述指挥设备通过所述网络交换设备接收所述无人机作业数据，并处理。

综合任务地面指挥控制系统的数据处理方法的相关内容与上述综合任务地面指挥控制系统中涉及的数据处理方法类似，参见上述综合任务地面指挥控制系统中涉及的数据处理方法即可，在此不做详述。

本申请实施例提供的综合任务地面指挥控制系统的数据处理方法，指挥设备和无人机通过卫通链路进行通信，卫通链路不受事故现场的影响，依然可以进行通信；相较于现有技术依赖基站进行通信，本申请通过卫通链路进行通信，可以提高指挥设备和无人机之间通信的稳定性，提高救援指挥进行的顺利性，进而提高救援效率。

最后应说明的是，本申请技术方案中没有描述的内容均可以使用现有技术实现。另外，以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种综合任务地面指挥控制系统，其特征在于，包括飞控中心和任务车，所述飞控中心包括网络交换设备和中心服务器，所述任务车包括多个载荷，分别为：无人机、车载交换机和车载服务器；

所述无人机可分离地放置在所述任务车上，所述无人机安装有机载宽带卫星通信天线；

所述无人机上还设置有机载控制器，所述机载控制器用于接收所述中心服务器或所述车载服务器发送的无人机控制指令和无人机载荷控制指令，以控制无人机及无人机载荷工作；

所述任务车的车箱外顶部安装有车载宽带卫星通信天线，所述车载宽带卫星通信天线设置有车载宽带卫星通信接口；

所述车载服务器设置在所述任务车的车箱内，所述车载服务器设置有车载服务器通信接口；

所述车载交换机设置有第一通信接口和第二通信接口，所述车载服务器通信接口与所述第一通信接口通过网线连接，所述车载宽带卫星通信接口与所述第二通信接口通过网线连接；

所述网络交换设备设置有网络交换设备通信接口，所述中心服务器设置有中心服务器通信接口，所述网络交换设备通信接口与所述中心服务器通信接口通过网线连接，以相互传输数据。

2.根据权利要求1所述的综合任务地面指挥控制系统，其特征在于，所述载荷还包括窄带模块，所述窄带模块上设置有窄带模块通信接口，所述交换机上设置有第三通信接口，所述窄带模块通信接口通过网线与所述第三通信端口通过网线连接。

3.根据权利要求1所述的综合任务地面指挥控制系统，其特征在于，所述载荷还包括电台，所述电台设置有电台通信接口，所述车载交换机设置有第四通信接口，所述电台通信接口通过网线与所述第四通信接口通过网线连接。

4.根据权利要求1所述的综合任务地面指挥控制系统，其特征在于，所述任务车还包括基站，所述基站设置有基站通信接口，所述车载交换机设置有第五通信接口，所述基站通信接口与所述第五通信接口通过网线连接。

5.根据权利要求3所述的综合任务地面指挥控制系统，其特征在于，所述载荷还包括Wifi设备，所述Wifi设备包括Wifi设备通信接口，所述车载交换机包括第六通信接口，所述Wifi设备通信接口与所述第六通信接口通过网线连接。

6.根据权利要求2所述的综合任务地面指挥控制系统，其特征在于，所述载荷还包括第一摄像头、第二摄像头和第三摄像头；

所述第一摄像头设置在所述任务车的外车顶，且与所述车载交换机信号连接；

所述第二摄像头设置在所述任务车的车箱内，且与所述车载交换机信号连接；

所述第三摄像头设置在所述任务车的司机室内，且与所述车载交换机信号连接。

7.根据权利要求2所述的综合任务地面指挥控制系统，其特征在于，所述载荷还包括可移动计算机、IP电话和远距离无线电；

所述可移动计算机与所述车载交换机信号连接，所述IP电话与所述车载交换机信号连接，所述远距离无线电与所述车载交换机信号连接。

8.根据权利要求1所述的综合任务地面指挥控制系统，其特征在于，所述载荷还包括单兵背负站；所述单兵背负站包括微型卫星通信天线、移动终端、救援设备。

9.根据权利要求2所述的综合任务地面指挥控制系统，其特征在于，所述载荷还包括发电机和UPS；所述发电机与所述UPS电连接，所述UPS与所述任务车包括的各用电设备电连接。

10.一种综合任务地面指挥控制系统的数据处理方法，其特征在于，应用于权利要求1-9任意一项所述的综合任务地面指挥控制系统中，所述方法包括：

指挥设备通过宽带卫星通信天线向无人机发送作业指令，所述指挥设备包括中心服务器和车载服务器中的至少一种，所述中心服务器与网络交换设备存在网络连接，所述车载服务器与车载宽带卫星通信天线存在网络连接；

所述无人机通过机载宽带卫星通信天线接收所述作业指令，以根据所述作业指令执行相应操作，并产生无人机作业数据，所述无人机作业数据包括飞控数据和载荷数据；

所述无人机通过机载宽带卫星通信天线向所述指挥设备发送所述无人机作业数据；

所述指挥设备通过所述网络交换设备接收所述无人机作业数据，并处理。

Images