CN201004174Y - 无人机地面监控系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种无人机地面监控系统，包括从无人机飞行控制系统接收遥测数据并发送遥控指令的地面微波通讯数据链、根据无人机飞行状态通过遥控方式操纵无人机的飞行操纵平台、根据无人机任务状态通过遥控方式修改任务计划的任务操纵平台、记录全部遥控指令和遥测数据并再现飞行过程的记录回放系统以及控制无人机完成自动导航和任务计划的地面控制计算机，所述地面微波通讯数据链、飞行操纵平台、任务操纵平台和记录回放系统分别与地面控制计算机连接。本实用新型采用高灵敏度、高抗干扰能力、自动跟踪的双向数据微波通讯系统，具有任务计划、实时航迹显示、飞行状态接收/存贮/显示/预警等功能。

Description

无人机地面监控系统
技术领域
本实用新型涉及一种监控系统，特别是一种满足多种陆地及海上低空快速监测要求的无人机地面监控系统。
背景技术
随着国家经济建设的突飞猛进，资源调查和环境监测工作越来越重要，任务周期越来越短，常规卫星和航空遥感手段已难以满足应用所需。近年来，低空遥感动态监测及应急监测主要用于小范围多次反复动态监测及突发性事件的应急监测等，以及大比例尺制图的需求，这些监测要求遥感获取系统具备：①大面积观测能力；②波段、分辨率和时相适宜的空间数据获取能力；③定量化数据的提供能力；④高精度定位能力。该目标的实现非单一平台或传感器所能胜任。由于受卫星回归周期、空域使用和气候等因素的影响，遥感数据源的保障已成为制约其应用的瓶颈问题。
小型无人机遥感系统为空间信息监测提供了一种数据快速获取、处理、应用分析一体化的新型遥感技术手段，现已有一些微型或小型无人机系统用于陆地小面积图像获取和简单科学数据参数的观测。但现有技术的这些微型或小型无人机尚不能完成动态应急监测和定期监测，主要原因是控制这类无人机飞行的地面监控系统的导航定位、程控/遥控导航、大数据量双向传输等方面存在技术缺陷，无法满足实际需要。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种满足多种陆地及海上低空快速监测要求的无人机地面监控系统，使无人机能满足多种飞行模式的飞行状态实时监控。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种无人机地面监控系统，包括从无人机飞行控制系统接收遥测数据并发送遥控指令的地面微波通讯数据链、根据无人机飞行状态通过遥控方式操纵无人机的飞行操纵平台、根据无人机任务状态通过遥控方式修改任务计划的任务操纵平台、记录全部遥控指令和遥测数据并再现飞行过程的记录回放系统以及控制无人机完成自动导航和任务计划的地面控制计算机，所述地面微波通讯数据链、飞行操纵平台、任务操纵平台和记录回放系统分别与地面控制计算机连接。
所述地面微波通讯数据链包括与所述地面控制计算机连接的数据链接收/发射设备和分别与所述数据链接收/发射设备连接的定向/全向天线和图像遥测接收机。所述记录回放系统包括DVD录像机和监视器。所述飞行操纵平台包括分别与所述地面控制计算机连接的系统自检模块、任务计划与装定模块、安全监控模块和模拟培训模块。所述任务操纵平台包括分别与所述地面控制计算机连接的任务监控模块和摄影质量监控模块。
本实用新型提出了一种满足多种陆地及海上低空快速监测要求的无人机地面监控系统，可满足多种飞行模式的导航控制和飞行状态实时监控。无人机地面监控系统采用高灵敏度、高抗干扰能力、自动跟踪的双向数据微波通讯系统，具有任务计划、实时航迹显示、飞行状态接收/存贮/显示/预警等功能。无人机地面监控系统对飞行中的无人机进行自动跟踪，实现了飞行状态数据下转和地面遥控信号上传，减化了系统组件。此外，无人机地面监控系统还能实现模拟培训、系统自检、任务计划与装定、记录与回放、任务监控、摄影质量监控等功能。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型无人机地面监控系统的系统组成图；
图2为本实用新型无人机地面监控系统的结构图。
附图标记说明：
210-飞行操纵平台；        220-任务操纵平台；           230-记录回放系统；
240-地面控制计算机；      250-地面微波通讯数据链；     211-系统自检模块；
212-任务计划与装定模块；  213-安全监控模块；           214-模拟培训模块；
221-任务监控模块；        222-摄影质量监控模块；       251-数据链接收/发射设备；
252-定向/全向天线；       253-图像遥测接收机。
具体实施方式
图1为本实用新型无人机地面监控系统的系统组成图。如图1所示，无人机地面监控系统包括飞行操纵平台210、任务操纵平台220、记录回放系统230、地面控制计算机240和地面微波通讯数据链250，其中地面微波通讯数据链250负责从无人机飞行控制系统接收遥测数据并发送遥控指令，飞行操纵平台210负责根据无人机飞行状态通过遥控方式操纵无人机，任务操纵平台220负责根据无人机任务状态通过遥控方式修改任务计划，记录回放系统230负责记录全部遥控指令和遥测数据并再现飞行过程，地面控制计算机240根据上述飞行数据和任务数据负责控制无人机完成自动导航和任务计划。地面微波通讯数据链250、飞行操纵平台210、任务操纵平台220和记录回放系统230分别与地面控制计算机240连接。
图2为本实用新型无人机地面监控系统的结构图。如图2所示，在上述技术方案中，地面微波通讯数据链250包括数据链接收/发射设备2 51、定向/全向天线252和图像遥测接收机253，定向/全向天线252和图像遥测接收机253分别固定在天线转台上，并与数据链接收/发射设备251连接，数据链接收/发射设备251与地面控制计算机240连接，实现无人机地面监控系统与无人机飞行控制系统之间的数据双向传输。记录回放系统230由DVD录像机231和高分辨率彩色监视器232组成，分别与地面控制计算机240连接，完成记录和显示功能。飞行操纵平台210包括分别与地面控制计算机240连接的系统自检模块211、任务计划与装定模块212、安全监控模块213和模拟培训模块214，系统自检模块211用于系统安装完毕后，通过自检程序检校各部分的工作状态是否正常；任务计划与装定模块212将检测区域的范围、飞行航迹和执行程序等任务计划通过有线或无线方式发送给无人机飞行控制系统；安全监控模块213通过实时接收无人机的飞行状态数据，如高度、速度、油量、发动机转数、温度等参数，监控无人机的工作状态，当某一指标超限则发出预警，并过遥控方式排除故障或指挥无人机返航，实施紧急回收；模拟培训模块214用于训练飞行操作手。任务操纵平台220包括分别与地面控制计算机240连接的任务监控模块221和摄影质量监控模块222，任务监控模块221根据导航视频图像、任务航线与实时航迹叠合图像及航迹偏差标尺监控任务的执行状况，并通过遥控方式修改任务计划；摄影质量监控模块222通过下传的摄影曝光点位置数据对监测摄像设备的工作状态进行监控，并结合飞行姿态数据生成电子镶嵌图，实时检查图像的覆盖情况，以便制定补漏措施。地面控制计算机240一方面通过数据链接收/发射设备251和定向/全向天线252向无人机飞行控制系统发送遥控指令，控制无人机完成自动导航和任务计划，另一方面控制飞行操纵平台210、任务操纵平台220和记录回放系统230的正常运行。本实用新型无人机地面监控系统全套装置集中在一个中型面包车内，中型面包车内还设置有发电机、工具箱、设备箱等辅助设备。进一步地，任务操纵平台220还可以连接一车外操纵器。
本实用新型无人机地面监控系统的数据链频率1200-1600MHz。上行遥控码速率12.8Kbit，下行遥测码速率4.8Kbit，下行图像带宽27MHz。控制方式实现了程控/遥控互替，控制距离达100公里。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种无人机地面监控系统，其特征在于，包括从无人机飞行控制系统接收遥测数据并发送遥控指令的地面微波通讯数据链、根据无人机飞行状态通过遥控方式操纵无人机的飞行操纵平台、根据无人机任务状态通过遥控方式修改任务计划的任务操纵平台、记录全部遥控指令和遥测数据并再现飞行过程的记录回放系统以及控制无人机完成自动导航和任务计划的地面控制计算机，所述地面微波通讯数据链、飞行操纵平台、任务操纵平台和记录回放系统分别与地面控制计算机连接。
2.如权利要求1所述的无人机地面监控系统，其特征在于，所述地面微波通讯数据链包括与所述地面控制计算机连接的数据链接收/发射设备和分别与所述数据链接收/发射设备连接的定向/全向天线和图像遥测接收机。
3.如权利要求1所述的无人机地面监控系统，其特征在于，所述记录回放系统包括DVD录像机和监视器。
4.如权利要求1所述的无人机地面监控系统，其特征在于，所述飞行操纵平台包括分别与所述地面控制计算机连接的系统自检模块、任务计划与装定模块、安全监控模块和模拟培训模块。
5.如权利要求1所述的无人机地面监控系统，其特征在于，所述任务操纵平台包括分别与所述地面控制计算机连接的任务监控模块和摄影质量监控模块。
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