CN205510112U - 一种基于卫星和无人机的应急通信系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于卫星和无人机的应急通信系统，包括：用于采集语音信息的语音采集器；与所述语音采集器相连，用于将所述语音信息传输至基站的无人机；与所述无人机相连，用于将所述语音信息传输至卫星系统的所述基站；与所述基站相连，用于将所述语音信息传输至应急指挥中心的所述卫星系统；与所述卫星系统相连，用于接收所述语音信息的所述应急指挥中心。通过无人机与卫星通信系统，现场指挥部和抢险救灾现场的语音可以经过卫星系统，与远方的应急指挥中心互联，不仅实现远程的控制、指挥和辅助决策，而且增强了信号传输的稳定性。

Description

一种基于卫星和无人机的应急通信系统

技术领域

本实用新型涉及无人机通信技术领域，更具体地说，涉及一种基于卫星和无人机的应急通信系统。

背景技术

近些年，由于气象灾害高发导致的自然灾害越来越多，目前社会上各个行业对于应急通信系统的建设非常重视，已有的应急通信系统满足了应对灾害以及应急突发事件时的业务需求。现有技术中基站与背负式单兵系统组成的无线应用通信系统中，背负式单兵系统能够采集语音信息，并将语音信息发送至基站中，基于基站与背负式单兵系统两点一线的数据传输方式，具有以下缺点：1、由于我国幅员辽阔，地势复杂，电力塔线经常分布在人烟稀少的山沟里，不易到达，应急通信系统在视频采集时信号覆盖范围不足，现有技术中的信号覆盖范围只有5-10km，远远达不到信号覆盖需求；2、由于灾害发生地的偏僻性与隐蔽性，应急通信系统的无线信号在传输过程中往往会受到大山、建筑物等阻碍物遮挡，使得无线通信信号较弱，影响无线通道的传输质量与业务灵活性。3、如果只利用3G网络进行语音信息的传送，由于网络的不稳定性，使得语音信息的传输并不稳定。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于卫星和无人机的应急通信系统，基于无人机以及卫星系统空中传递语音信息的方式，扩大了无线信号的覆盖范围，有效避免障碍物对语音信息的阻挡，增强了无线信号强度，同时，通过卫星系统的信号传输增强了信号传输的稳定性。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于卫星和无人机的应急通信系统，包括：

用于采集语音信息的语音采集器；

与所述语音采集器相连，用于将所述语音信息传输至基站的无人机；

与所述无人机相连，用于将所述语音信息传输至卫星系统的所述基站；

与所述基站相连，用于将所述语音信息传输至应急指挥中心的所述卫星系统；

与所述卫星系统相连，用于接收所述语音信息的所述应急指挥中心。

优选地，在上述基于卫星和无人机的应急通信系统中，所述无人机包括：

用于接收所述语音信息的语音接收器；

与所述语音接收器相连，用于将所述语音信息实时传输至数据中继电路的语音传输装置；

与所述语音传输装置相连，用于将所述语音信息传输至基站的所述数据中继电路。

优选地，在上述基于卫星和无人机的应急通信系统中，所述数据中继电路的工作频率范围为330MHz-350MHz，包括端点值。

优选地，在上述基于卫星和无人机的应急通信系统中，所述无人机还包括：

与所述语音采集器相连，用于发送无线网络注册信息至所述语音采集器的无线电波发射器。

优选地，在上述基于卫星和无人机的应急通信系统中，所述无人机还包括：

与所述基站相连，用于接收飞行路线中的信号塔发送的定位信号，并将所述定位信号发送至所述基站的GPS定位仪。

优选地，在上述基于卫星和无人机的应急通信系统中，所述无人机还包括：

与所述GPS定位仪相连，用于依据所述定位信号确定飞行路线的飞行任务规划器。

优选地，在上述基于卫星和无人机的应急通信系统中，设置于所述无人机底部，用于承载所述语音接收器、所述语音传输装置、所述数据中继电路、所述GPS定位仪、所述无线电波发射器以及所述飞行任务规划器的任务载荷装置。

优选地，在上述基于卫星和无人机的应急通信系统中，所述无人机还包括：

用于依据风向以及风力大小生成飞行方向信号的飞行动力控制装置。

优选地，在上述基于卫星和无人机的应急通信系统中，所述无人机还包括：

沿飞行平台四周边缘设置的多个可拆卸旋翼；

与所述旋翼连接，用于依据所述飞行方向信号驱动所述旋翼旋转的电机驱动装置。

从上述技术方案可以看出，本实用新型所提供的一种基于卫星和无人机的应急通信系统，包括：用于采集语音信息的语音采集器；与所述语音采集器相连，用于将所述语音信息传输至基站的无人机；与所述无人机相连，用于将所述语音信息传输至卫星系统的所述基站；与所述基站相连，用于将所述语音信息传输至应急指挥中心的所述卫星系统；与所述卫星系统相连，用于接收所述语音信息的所述应急指挥中心。在应急通信系统中，通过无人机将接收抢险救灾现场的语音采集器的语音信息，并将语音信息传输至基站，并通过基站传送至指挥中心，快速大面积覆盖语音沟通的平台网络，实现了通信信号更远距离的覆盖和延伸。同时，通过无人机与卫星通信系统，现场指挥部和抢险救灾现场的语音可以经过卫星系统，与远方的应急指挥中心互联，不仅实现远程的控制、指挥和辅助决策，而且增强了信号传输的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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为本实用新型实施例提供的一种基于卫星和无人机的应急通信系统示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，图1为本实用新型实施例提供的一种基于卫星和无人机的应急通信系统示意图。

在一种具体的实施方式中，提供了一种基于卫星和无人机102的应急通信系统，包括：用于采集语音信息的语音采集器101；与所述语音采集器101相连，用于将所述语音信息传输至基站103的无人机102；与所述无人机102相连，用于将所述语音信息传输至卫星系统104的所述基站103；与所述基站103相连，用于将所述语音信息传输至应急指挥中心105的所述卫星系统104；与所述卫星系统104相连，用于接收所述语音信息的所述应急指挥中心105。

需要指出的是，语音采集器101可以固定设置于受灾现场指定位置，固定采集受灾现场的语音，也可以设置于单兵设备中，移动采集受灾现场的语音。应急指挥中心105中包括了播放器等设备，通过接收语音信息并将其进行播放，指挥人员通过语音来指派任务且控制无人机102执行任务。

进一步的，所述无人机102包括：用于接收所述语音信息的语音接收器；与所述语音接收器相连，用于将所述语音信息实时传输至数据中继电路的语音传输装置；与所述语音传输装置相连，用于将所述语音信息传输至基站103的所述数据中继电路。

进一步的，为了有效传输语音信息，所述数据中继电路的工作频率范围优选为330MHz-350MHz，包括端点值。

进一步的，所述无人机102还包括：与所述语音采集器101相连，用于发送无线网络注册信息至所述语音采集器101的无线电波发射器。

利用基于卫星和无人机102的应急通信系统进行灾难现场救援时，首先将具有数据中继电路的无人机102在无线网络中进行注册，并为其分配无线时隙带宽，具体注册过程为：在地面为携带有语音采集器101的单兵设备安装340MHz天线，将无人机102中的数据中继电路连通，利用设置有软质2.6M的天线的无线电波发射器发送无线网络注册信息至地面的单兵设备，观察无人机102是否可以正常入网并测量其稳定性。注册成功后，控制无人机102飞往指定的中继区域上空，单兵设备开机，将单兵设备的“路由模式”切换到“中继模式“，此时，观察单兵设备的”入网“指示灯应为绿色长亮，“信号质量”指示灯应为黄色长亮，表明单兵设备与具有数据中继电路的无人机102之间建立了无线信号连接。单兵设备中的语音采集器101采集前线受灾现场的语音信息，单兵设备将语音信息发送至无人机102，无人机102通过语音接收器、语音传输装置以及数据中继电路传输至基站103，基站103与电网中的应急指挥中心105通过3G网络或者卫星系统104连接，本实施例中优选卫星系统104，是因为卫星系统104传输信号更加稳定。语音信息传输任务完成，无人机102操作员控制无人机102降落。在应急通信系统中，通过无人机102将接收抢险救灾现场的语音采集器101的语音信息，并将语音信息传输至基站103，并通过基站103传送至指挥中心，快速大面积覆盖语音沟通的平台网络，实现了通信信号更远距离的覆盖和延伸。同时，通过无人机102与卫星通信系统，现场指挥部和抢险救灾现场的语音可以经过卫星系统104，与远方的应急指挥中心105互联，不仅实现远程的控制、指挥和辅助决策，而且增强了信号传输的稳定性。

进一步的，在上述基于卫星和无人机102的应急通信系统中，所述无人机102还包括：与所述基站103相连，用于接收飞行路线中的信号塔发送的定位信号，并将所述定位信号发送至所述基站103的GPS定位仪。GPS定位仪优选为GPS-Terminal高精度定位仪，在考虑GPS定位仪的GPS定位软件的设计中需要确保无人机102自带GPS定位仪功能的稳定性和基准性，在定位上需要对具有GPS定位功能的卫星系统104连接通道和信号调试软件中使用增益模式，在软件及硬件上需要使用准确度跟高，定位速度更快的GPS系统，将自动巡航系统与GPS定位系统电气进行连接等，形成一套完整的定位连接系统。

进一步的，在上述基于卫星和无人机102的应急通信系统中，所述无人机102还包括：与所述GPS定位仪相连，用于依据所述定位信号确定飞行路线的飞行任务规划器。依据多个信号塔发送的定位信号确定未来时间段内无人机102的飞行路线。

进一步的，在上述基于卫星和无人机102的应急通信系统中，设置于所述无人机102底部，用于承载所述语音接收器、所述语音传输装置、所述数据中继电路、所述GPS定位仪、所述无线电波发射器以及所述飞行任务规划器的任务载荷装置。无人机102底部设置有任务载荷装置安装点，当需要执行任务时，可将任务载荷装置挂载到安装点上，并用定位螺母拧紧即可。

需要指出的是，数据中继电路可以设置于任务载荷装置上，也可以设置于中继设备中，中继设备除设置有数据中继电路之外还包括信号发射器以及信号接收器，中继设备可以挂载在无人机102上，进行数据的传输。为保证数据的传输，数据中继电路的设置位置不做限定，均在保护范围之内。

进一步的，在上述基于卫星和无人机102的应急通信系统中，所述无人机102还包括：用于依据风向以及风力大小生成飞行方向信号的飞行动力控制装置。飞行动力控制装置能够根据外界环境例如风向以及风力大小控制无人机102102的飞行姿势，极大的增强了抗风性能。

进一步的，在上述基于卫星和无人机102的应急通信系统中，所述无人机102还包括：沿飞行平台四周边缘设置的多个可拆卸旋翼；与所述旋翼连接，用于依据所述飞行方向信号驱动所述旋翼旋转的电机驱动装置。

具体的，无人机102与应急指挥中心105之间的无人机102可根据应急指挥中心105制定的特殊飞行线路，既指定路线巡检，又可悬停在某处应急现场对线路进行细致观察，以此来完成对输电线路钢塔、线路走廊、导线、金具等一系列输电线路设备的应急巡视，满足应急环境下的特种线路巡线要求，以上功能均通过GPS定位仪、飞行任务规划器等在应急响应系统整体的执行下进行的。如果在应急现场的环境状况比较复杂的情况下，无人机102需要针对现场接受应急指挥中心105的统一调控，进行飞行任务的对接和执行，所以在基于卫星和无人机102的应急通信系统下的飞行控制系统需要设置独立的、快速对接的飞行控制系统，飞行控制系统包括飞行动力控制装置、GPS定位仪、飞行任务规划器等，与普通的设计模式不同在于，应急情况下防控系统必须保证能够无需提前调试通讯频率及端口对接响应，在接到指挥中心飞行信号的同时，执行飞行任务。针对应急系统下的作业情况，多数比较紧急，所以在无人机102飞行到达指定地点后，获取到的相应数据信息需要在第一时间进行传输，并通过后台开发的故障判别系统为作业人员的辅助判断提供第一手的判定资料。因此需要针对多种故障情况进行数据库的尽力和设计，并对接无人机102系统进行实时响应执行。

无人机102包括飞行平台以及6个旋翼，可在一定程度上抵御雨雪天气，默认配置为抗小雨小雪天气，提供抗中雨中雪天气的定制化功能，飞行平台支持手动驾驶、半自动驾驶以及自动驾驶等功能。无人机102沿飞行平台四周边缘设置的多个可拆卸旋翼，每个旋翼的安装点和其对应的具有相同的编号，可有效避免旋翼安装时出现顺序错误。当然，可拆卸旋翼也可以为可拆卸的具有旋翼的机臂，均在保护范围之内。电机驱动装置直接驱动旋翼旋转，简化了机械结构，大幅降低运行噪音、机械故障概率及维护成本等。除此之外，无人机102还设置有与6个旋翼一一对应的6个电子收放起落架。无人机102还包括了用于给语音接收器、语音传输装置、数据中继电路、GPS定位仪、无线电波发射器以及飞行任务规划器等进行供电的电源，支持60分钟续航。无人机102的本体的结构具有可调整性，根据应急响应作业中需求的作业任务进行集体的对照调整，得出适合的机体结构，以快速响应紧急情况下的多种设备搭载。为了满足扩大指挥现场通信的覆盖范围，需要新集成集群通信、无线通信的数据中继电路，与已有的应急通信向配合，扩大现场通信指挥的覆盖范围，提升应急管控范围。

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实用新型。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实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型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 (9)

1.一种基于卫星和无人机的应急通信系统，其特征在于，包括：

用于采集语音信息的语音采集器；

与所述语音采集器相连，用于将所述语音信息传输至基站的无人机；

与所述无人机相连，用于将所述语音信息传输至卫星系统的所述基站；

与所述基站相连，用于将所述语音信息传输至应急指挥中心的所述卫星系统；

与所述卫星系统相连，用于接收所述语音信息的所述应急指挥中心。

2.如权利要求1所述的基于卫星和无人机的应急通信系统，其特征在于，所述无人机包括：

用于接收所述语音信息的语音接收器；

与所述语音接收器相连，用于将所述语音信息实时传输至数据中继电路的语音传输装置；

与所述语音传输装置相连，用于将所述语音信息传输至基站的所述数据中继电路。

3.如权利要求2所述的基于卫星和无人机的应急通信系统，其特征在于，所述数据中继电路的工作频率范围为330MHz-350MHz，包括端点值。

4.如权利要求3所述的基于卫星和无人机的应急通信系统，其特征在于，所述无人机还包括：

与所述语音采集器相连，用于发送无线网络注册信息至所述语音采集器的无线电波发射器。

5.如权利要求4所述的基于卫星和无人机的应急通信系统，其特征在于，所述无人机还包括：

与所述基站相连，用于接收飞行路线中的信号塔发送的定位信号，并将所述定位信号发送至所述基站的GPS定位仪。

6.如权利要求5所述的基于卫星和无人机的应急通信系统，其特征在于，所述无人机还包括：

与所述GPS定位仪相连，用于依据所述定位信号确定飞行路线的飞行任务规划器。

7.如权利要求6所述的基于卫星和无人机的应急通信系统，其特征在于，

设置于所述无人机底部，用于承载所述语音接收器、所述语音传输装置、所述数据中继电路、所述GPS定位仪、所述无线电波发射器以及所述飞行任务规划器的任务载荷装置。

8.如权利要求7所述的基于卫星和无人机的应急通信系统，其特征在于，所述无人机还包括：

用于依据风向以及风力大小生成飞行方向信号的飞行动力控制装置。

9.如权利要求8所述的基于卫星和无人机的应急通信系统，其特征在于，所述无人机还包括：

沿飞行平台四周边缘设置的多个可拆卸旋翼；

与所述旋翼连接，用于依据所述飞行方向信号驱动所述旋翼旋转的电机驱动装置。