CN213690329U - 一种固定翼无人机自主着舰系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种固定翼无人机自主着舰系统，地面测控站包括：地面控制端、数据链地面端、差分GPS基准站接收机；无人机移动端包括：导航飞控模块、数据链机载端、差分GPS移动站接收机及高度测量模块；差分GPS基准站接收机得到位置误差校正值，并将其发至数据链机载端，无人机移动端通过校正值对自身位置信息进行修正；高度测量模块包括无线电高度表，无线电高度表以着陆平台为反射面，测量无线电波从无人机至着陆平台所需的往返时间。本申请的有益效果是：差分GPS导航系统定位精度为厘米级，而且实时性较好，可以使得无人机实施修正位置信息，从而提高定位精度；通过高度表的测量，可实时调整无人机与着陆平台之间的高度距离。
Description
技术领域
本公开涉及无人机自主着舰技术领域，具体涉及一种固定翼无人机自主着舰系统。
背景技术
近年来，伴随无人机的快速发展，舰载无人机成为无人机研究领域中的一个热点话题，但是从舰载无人机使用角度迫切希望实现无人机的自主着舰。要实现自主着舰，要求无人机必须具备高精度的自主导航能力。现有的舰载无人机自主着舰技术及系统多适用于多旋翼无人机系统，要求无人机在接近着陆平台时保持一定高度和速度并跟随着陆平台一段时间，然后无人机才可以着舰。但是现有自主着舰系统不适用于舰载固定翼无人机系统自主着舰。
发明内容
本申请的目的是针对以上问题，提供一种固定翼无人机自主着舰系统。
第一方面，本申请提供一种固定翼无人机自主着舰系统，包括地面测控站及无人机移动系统；所述地面测控站包括：地面控制端、数据链地面端、差分GPS基准站接收机；所述无人机移动端包括：导航飞控模块、数据链机载端、差分GPS移动站接收机及高度测量模块；差分GPS基准站接收机接收卫星测量的位置数据，与已知位置数据相比较，得到该点至卫星的校正值，并将此校正值通过数据链地面端发送至数据链机载端，无人机移动端通过接收的校正值对差分GPS移动站接收机接收的卫星的测量数据进行修正；所述高度测量模块包括气压计及无线电高度表，无线电高度表以着陆平台为反射面，测量无线电波从无人机至着陆平台所需的往返时间，并将测量的往返时间发送导航飞控模块，所述导航飞控模块通过往返时间计算无人机距离着陆平台的高度。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述导航飞控模块包括飞控计算机及伺服机构，所述飞控计算机包括主MCU、从MCU、双层扩展卡尔曼滤波器、改进型L1制导律、ADRC控制器。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述飞控计算机外部罩设全金属屏蔽外壳。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述屏蔽外壳包括一对半罩体，一对半罩体在无人机上相对设置形成中空腔室，所述飞控计算机设置在所述中空腔室内；所述半罩体的一侧铰接在无人机上，另一侧设置连接耳，扣合连接的一对半罩体的连接耳对齐后通过螺栓固定连接。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述半罩体对应连接耳一侧的边缘设置密封条。
本发明的有益效果：本申请提供一种基于差分GPS导航系统与高度测量模块的舰载固定翼无人机自主着舰系统，其优点为：
1.适用于固定翼无人机系统，系统成本较低、易于安装，差分GPS移动站接收机和数据链机载端一体化集成，重量轻、功耗小，节省舱内空间；
2.高度测量模块结合气压计与无线电高度表，在无人机降落阶段无线电高度表可提供更准确的高度数据，减小降落时因传感器误差而导致的风险。
附图说明
图1为本申请第一种实施例的原理示意图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本申请进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本申请的保护范围有任何的限制作用。
如图1所示为本申请的第一种实施例的示意图，包括地面测控站及无人机移动系统；
所述地面测控站包括：地面控制端、数据链地面端、差分GPS基准站接收机；
所述无人机移动端包括：导航飞控模块、数据链机载端、差分GPS移动站接收机及高度测量模块。本实施例中，通过数据链地面端及数据链机载端实现地面测控站与无人机移动端之间的数据传输通信。
本实施例中，差分GPS基准站接收机与差分GPS移动站接收机构成差分GPS系统，定位精度为厘米级，而且实时性较好，差分GPS基准站接收机接收卫星测量的位置数据，地面控制端将所测的位置数据与已知位置数据相比较，得到该点至卫星的伪距误差或位置误差，并将该误差作为校正值，将此校正值通过数据链地面端发送至数据链机载端，无人机移动端通过接收的校正值对差分GPS移动站接收机接收的卫星测量的自身位置数据进行修正，从而提高无人机的自身定位精度，增加无人机自主着舰的准确性。
所述高度测量模块包括气压计及无线电高度表，无线电高度表以着陆平台为反射面，测量无线电波从无人机至着陆平台所需的往返时间，并将测量的往返时间发送导航飞控模块，所述导航飞控模块通过往返时间计算无人机距离着陆平台的高度。本实施例中，着陆平台设置为舰船甲板表面，通过无线电高度表可快速、便捷地计算出无人机距离着陆平台的高度距离，本实施例中采用智能体制无线电高度表不需要对调制周期或差拍频率符进行恒定，这样简化了线路，容易使得各项参数工作在最佳状态。
本实施例中无人机自主着舰的具体实施步骤如下：
1.通过地面测控站向无人机发送降落指令；
2.导航飞控模块控制无人机飞向海上着陆平台；
3.差分GPS基准站接收机接收卫星测量的地面测控站的位置数据，地面控制端将其与地面测控站预设的位置数据进行比较得到误差数据，并将此数据作为校正值通过数据链地面端发送至无人机移动端；
4.数据链机载端接收地面测控站发送的校正值，差分GPS移动站接收机接收卫星测量的无人机的位置数据，导航飞控模块通过校正值修正差分GPS移动站接收机接收的位置数据；
5.导航飞控模块依据修正后的无人机位置数据、高度及飞行速度，进入降落航线；
6.降落过程中，地面测控站的引导系统持续向差分GPS移动站接收机发送数据，导航飞控模块依据差分GPS数据，结合无线电高度表测量高度数据实时调整无人机飞行姿态及飞行速度，控制无人机按照设定航线下滑并安全着陆。
在一优选实施方式中，所述导航飞控模块包括飞控计算机及伺服机构，所述飞控计算机包括主MCU、从MCU、双层扩展卡尔曼滤波器、改进型L1制导律、ADRC控制器。飞控计算机使用异构双余度惯性测量单元作为核心传感器系统，主IMU使用工业级器件，在主IMU出现异常时，亦可无缝切换到备份IMU；支持双余度磁罗盘、双余度GNSS定位系统全自动切换；使用双层扩展卡尔曼滤波器、改进型L1制导律、ADRC控制器作为导航飞核心算法，具有较高的控制精度。
在一优选实施方式中，所述飞控计算机外部罩设全金属屏蔽外壳。采用全金属屏蔽外壳和高可靠性航空连接器，全面提升飞控计算机可靠性。
优选地，所述屏蔽外壳包括一对半罩体，一对半罩体在无人机上相对设置形成中空腔室，所述飞控计算机设置在所述中空腔室内；所述半罩体的一侧铰接在无人机上，另一侧设置连接耳，扣合连接的一对半罩体的连接耳对齐后通过螺栓固定连接。
优选地，所述半罩体对应连接耳一侧的边缘设置密封条。
本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将申请的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本申请的保护范围。
Claims (5)
1.一种固定翼无人机自主着舰系统，其特征在于，包括地面测控站及无人机移动系统；
所述地面测控站包括：地面控制端、数据链地面端、差分GPS基准站接收机；
所述无人机移动端包括：导航飞控模块、数据链机载端、差分GPS移动站接收机及高度测量模块；
差分GPS基准站接收机接收卫星测量的位置数据，与已知位置数据相比较，得到该点至卫星的校正值，并将此校正值通过数据链地面端发送至数据链机载端，无人机移动端通过接收的校正值对差分GPS移动站接收机接收的卫星的测量数据进行修正；
所述高度测量模块包括气压计及无线电高度表，无线电高度表以着陆平台为反射面，测量无线电波从无人机至着陆平台所需的往返时间，并将测量的往返时间发送导航飞控模块，所述导航飞控模块通过往返时间计算无人机距离着陆平台的高度。
2.根据权利要求1所述的固定翼无人机自主着舰系统，其特征在于，所述导航飞控模块包括飞控计算机及伺服机构，所述飞控计算机包括主MCU、从MCU、双层扩展卡尔曼滤波器、改进型L1制导律、ADRC控制器。
3.根据权利要求2所述的固定翼无人机自主着舰系统，其特征在于，所述飞控计算机外部罩设全金属屏蔽外壳。
4.根据权利要求3所述的固定翼无人机自主着舰系统，其特征在于，所述屏蔽外壳包括一对半罩体，一对半罩体在无人机上相对设置形成中空腔室，所述飞控计算机设置在所述中空腔室内；所述半罩体的一侧铰接在无人机上，另一侧设置连接耳，扣合连接的一对半罩体的连接耳对齐后通过螺栓固定连接。
5.根据权利要求4所述的固定翼无人机自主着舰系统，其特征在于，所述半罩体对应连接耳一侧的边缘设置密封条。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202022671924.8U CN213690329U (zh) | 2020-11-18 | 2020-11-18 | 一种固定翼无人机自主着舰系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202022671924.8U CN213690329U (zh) | 2020-11-18 | 2020-11-18 | 一种固定翼无人机自主着舰系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN213690329U true CN213690329U (zh) | 2021-07-13 |
Family
ID=76733803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202022671924.8U Active CN213690329U (zh) | 2020-11-18 | 2020-11-18 | 一种固定翼无人机自主着舰系统 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN213690329U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111780750A (zh) * | 2020-06-08 | 2020-10-16 | 中国民用航空中南地区空中交通管理局 | 基于多传感器的民航客机高精度定位方法、设备、介质 |
| CN113534825A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-10-22 | 广东电网有限责任公司 | 无人机自动停放的控制系统及控制方法 |
| CN114355971A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-04-15 | 中国一冶集团有限公司 | 一种无人机放样装置及方法 |
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2020
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