RU2562890C2 - Method of control over drone - Google Patents

Method of control over drone Download PDF

Info

Publication number
RU2562890C2
RU2562890C2 RU2013127122/11A RU2013127122A RU2562890C2 RU 2562890 C2 RU2562890 C2 RU 2562890C2 RU 2013127122/11 A RU2013127122/11 A RU 2013127122/11A RU 2013127122 A RU2013127122 A RU 2013127122A RU 2562890 C2 RU2562890 C2 RU 2562890C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
control
unmanned aerial
aerial vehicle
flight
uav
Prior art date
Application number
RU2013127122/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013127122A (en
Inventor
Евгений Александрович Володин
Юрий Витальевич Невзоров
Людмила Ошеровна Мырова
Ирина Андреевна Фомина
Александр Сергеевич Грибанов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Московский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский радиотехнический институт" (ОАО "МНИРТИ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Московский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский радиотехнический институт" (ОАО "МНИРТИ") filed Critical Открытое акционерное общество "Московский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский радиотехнический институт" (ОАО "МНИРТИ")
Priority to RU2013127122/11A priority Critical patent/RU2562890C2/en
Publication of RU2013127122A publication Critical patent/RU2013127122A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2562890C2 publication Critical patent/RU2562890C2/en

Links

Landscapes

  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: invention relates to control over drones. Proposed process comprises the steps that follow. Drone flight control instructions, data on coordinates and flight parameters are transmitted via the main satellite communication channel from stationary or mobile control station. Compensation for delay in control instruction transmission channel is allowed for. Dynamics characteristics of effects on drone control system are defined. 2- or 3D image of air situation is constructed on monitor display at computer-aided control station operator workstation. Drone is landed on site selected by operator on the basis of data transmitted from the drone equipped with video camera via satellite channel of landing control communication channel.
EFFECT: trouble-free flight and landing at large flight ranges.
8 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области авиационной техники, а именно к способам управления полетом беспилотных летательных аппаратов (БПЛА).The invention relates to the field of aviation technology, and in particular to methods of controlling the flight of unmanned aerial vehicles (UAVs).

Беспилотный летательный аппарат (БПЛА) - часть сложного комплекса, одна из основных задач которого - оперативное доведение полученных сведений до персонала пункта управления (ПУ).Unmanned aerial vehicle (UAV) is part of a complex complex, one of the main tasks of which is to quickly bring the information received to the personnel of the control center (PU).

Важнейшая задача, возлагаемая на БПЛА, - проведение разведки труднодоступных районов, в которых получение информации обычными средствами затруднено или же подвергает опасности здоровье и даже жизнь людей. Помимо военного использования применение комплексов БПЛА открывает возможность оперативного и недорогого способа обследования труднодоступных участков местности, периодического наблюдения заданных районов, цифрового фотографирования для использования в геодезических работах и в случаях чрезвычайных ситуаций.The most important task assigned to UAVs is reconnaissance of hard-to-reach areas in which obtaining information by conventional means is difficult or endangers the health and even life of people. In addition to military use, the use of UAV systems opens up the possibility of an operational and inexpensive method for examining hard-to-reach areas, periodically monitoring specified areas, and taking digital photographs for use in geodetic works and in cases of emergency.

При обеспечении безопасности полетов БПЛА следует отметить, что система его управления должна строиться с учетом существующих методов с сохранением безопасности всех участников движения.In ensuring the safety of UAV flights, it should be noted that its control system should be built taking into account existing methods while maintaining the safety of all participants in the movement.

Наличие навигационной информации, получаемой от спутниковой системы позиционирования, при существующих особенностях летно-технических характеристик БПЛА требует разработки методов управления беспилотными летательными аппаратами в воздушном пространстве с использованием полетной информации при автоматическом зависимом наблюдении, что представляет актуальную задачу.The presence of navigation information received from the satellite positioning system, with the existing features of the UAV flight performance, requires the development of control methods for unmanned aerial vehicles in airspace using flight information in automatic dependent monitoring, which is an urgent task.

Так, известен способ для безопасных полетов БПЛА в гражданском воздушном пространстве [Заявка US №2008033604, МПК G05D 1/00; G06F 17/00; G05D 1/00; G06F 17/00, опубл. 2008-02-07]. В состав указанной системы входит наземная станция управления (НСУ), оборудованная устройством визуализации, удаленный пилот-оператор на НСУ и система передачи данных между БПЛА и НСУ. Метод позволяет пилоту-оператору контролировать полет БПЛА с помощью трехмерного синтезируемого изображения. Во время полета бортовая система БПЛА периодически транслирует свой идентификатор, местоположение, высоту и азимут. По полученным от БПЛА данным в системе визуализации генерируется и отображается на экране монитора обстановка вокруг текущего местоположения БПЛА. Пилот-оператор, анализируя данное изображение, воздействует на органы системы управления полетом, чьи сигналы транслируются обратно на БПЛА. В течение тех фаз полета БПЛА, когда система визуализации не используется для управления, он выполняет полет под управлением бортовой автономной системы. Дополнительно обеспечивается канал связи с системой УВД и пилотами других летательных аппаратов, имеющих прямую связь с указанным пилотом-оператором.So, there is a method for the safe flights of UAVs in civilian airspace [Application US No.2008033604, IPC G05D 1/00; G06F 17/00; G05D 1/00; G06F 17/00, publ. 2008-02-07]. The system includes a ground control station (NSC) equipped with a visualization device, a remote pilot operator on the NSC, and a data transmission system between the UAV and the NSC. The method allows the operator-pilot to control the UAV flight using a three-dimensional synthesized image. During the flight, the onboard UAV system periodically broadcasts its identifier, location, altitude and azimuth. Based on the data received from the UAV, the situation around the current UAV location is generated and displayed on the monitor screen in the visualization system. The pilot-operator, analyzing this image, acts on the organs of the flight control system, whose signals are transmitted back to the UAV. During those phases of a UAV flight when the visualization system is not used for control, it performs a flight under the control of an onboard autonomous system. In addition, a communication channel is provided with the air traffic control system and pilots of other aircraft having direct communication with the specified pilot-operator.

Недостаток указанного изобретения состоит в том, что для передачи управляющих сигналов на борт БПЛА от органов управления, на которые воздействует пилот-оператор, требуется широкополосная радиолиния, которая по сравнению с узкополосной линией передачи данных (ЛПД) имеет при той же мощности передатчика меньшую дальность действия, а также низкую помехозащищенность, другим недостатком является необходимость использования дополнительных каналов передачи данных о воздушной обстановке и для связи с пилотами других летательных аппаратов, что снижает уровень надежности и безопасности полетов в воздушном пространстве. Кроме того, еще одним существенным недостатком является то, что управление осуществляется в зоне прямой радиовидимости и не используется для автоматической посадки летательного аппарата.The disadvantage of this invention is that for the transmission of control signals to the UAV from the controls that are affected by the pilot operator, a broadband radio line is required, which, compared to a narrow-band data line (LPD), has a shorter range for the same transmitter power , as well as low noise immunity, another drawback is the need to use additional channels for transmitting data on the air situation and for communication with pilots of other aircraft, h This reduces the level of reliability and safety of flights in the air. In addition, another significant drawback is that the control is carried out in the zone of direct radio visibility and is not used for automatic landing of the aircraft.

Автоматическая посадка не проводится в силу больших погрешностей измерения высоты современными высотомерами.Automatic landing is not carried out due to large errors in measuring height with modern altimeters.

Например, радиовысотомер А-079Э, являющийся радиолокационной станцией ракеты повышенной дальности класса ″воздух-поверхность″ Х-59 МК, имеет погрешность измерения высоты при углах крена и тангажа ±15°:For example, the radio altimeter A-079E, which is a radar station of a long-range missile ″ air-to-surface ″ X-59 MK, has an error of height measurement at roll and pitch angles of ± 15 °:

- систематическая составляющая, 0,4 м при Н<50 м,- systematic component, 0.4 m at H <50 m,

- случайная составляющая, 0,5 м при 50≤Н≤500 м, где Н - измеряемая высота.- random component, 0.5 m at 50≤N≤500 m, where N is the measured height.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому результату к заявленному является способ управления одним или несколькими беспилотными летательными аппаратами, каждый из которых оборудован бортовой автоматической системой управления (патент РФ №2390815, МПК G05D 1/00, опубл. 27.05.2010 г.).The closest in its technical essence and the achieved result to the claimed one is the method of controlling one or more unmanned aerial vehicles, each of which is equipped with an on-board automatic control system (RF patent No. 2390815, IPC G05D 1/00, published on 05.27.2010).

В известном способе управления одним или несколькими беспилотными летательными аппаратами, каждый из которых оборудован бортовой автоматической системой управления, спутниковой навигационной системой, высокоточными синхронизированными часами, бортовым вычислителем и приемо-передающей радиостанцией, с помощью которой осуществляется цифровая радиосвязь с базовой радиостанцией и со стационарным или подвижным пунктом управления, оборудованным автоматизированным рабочим местом оператора, при этом передача команд управления движением беспилотного летательного аппарата, данных о координатах и параметрах его движения, идентификационных номеров, находящихся в пределах радиовидимости, производится в радиоканалы, причем трансляция сообщений передающей радиостанции производится в заранее заданный отрезок дискретной шкалы единого времени с временным упреждением, которого достаточно для компенсации запаздывания в получении и исполнении указанных команд. Указанный способ принят за прототип.In the known method of controlling one or more unmanned aerial vehicles, each of which is equipped with an on-board automatic control system, a satellite navigation system, a high-precision synchronized clock, an on-board computer and a radio transceiver, with which digital radio communication is carried out with a base radio station and with a stationary or mobile a control station equipped with an automated workstation for the operator, while transmitting motion control commands m of an unmanned aerial vehicle, data on the coordinates and parameters of its movement, identification numbers within radio visibility, is carried out in radio channels, and the broadcasting station’s messages are transmitted in a predetermined segment of a single time discrete scale with a time lead, which is sufficient to compensate for the delay in receiving and the execution of these commands. The specified method is adopted as a prototype.

Недостатком способа управления беспилотными летательными аппаратами по патенту 2390815 является то, что оно осуществляется в зоне прямой радиовидимости, его невозможно использовать при значительном увеличении дальности полета и вне условий прямой радиовидимости, управлять посадкой в четко заданной точке, кроме того, для передачи команд управления требуется широкополосная система радиосвязи, для которой характерны низкие помехозащищенность и помехоустойчивость, а также невозможность управлять БПЛА в режиме реального времени.The disadvantage of the method of controlling unmanned aerial vehicles according to patent 2390815 is that it is carried out in the direct radio-visibility zone, it cannot be used with a significant increase in the flight range and outside the conditions of direct radio-visibility, landing control at a clearly defined point, in addition, for transmitting control commands, broadband is required a radio communication system, which is characterized by low noise immunity and noise immunity, as well as the inability to control UAVs in real time.

Известно, что огромные расстояния между земными станциями и спутником являются причиной того, что отношение сигнал/шум на приемнике очень невелико. Для того чтобы в этих условиях обеспечить приемлемую вероятность ошибки, приходится использовать большие антенны, малошумящие элементы и сложные помехоустойчивые коды. Особенно остро эта проблема стоит в системах подвижной связи, так как в них есть ограничение на размер антенны и, как правило, на мощность передатчика. На качество спутниковой связи оказывают сильное влияние эффекты в тропосфере и ионосфере. К ионосферным эффектам, влияющим на распространение радиоволн, относят мерцание, поглощение, задержку распространения, дисперсию, изменение частоты, вращение плоскости поляризации. Все эти эффекты ослабляются с увеличением частоты.The enormous distances between earth stations and the satellite are known to cause the signal-to-noise ratio at the receiver to be very small. In order to ensure an acceptable error probability under these conditions, it is necessary to use large antennas, low-noise elements and complex noise-resistant codes. This problem is especially acute in mobile communication systems, since they have a restriction on the size of the antenna and, as a rule, on the power of the transmitter. The quality of satellite communications is strongly influenced by the effects in the troposphere and ionosphere. Ionospheric effects that affect the propagation of radio waves include flicker, absorption, propagation delay, dispersion, frequency change, rotation of the plane of polarization. All these effects are attenuated with increasing frequency.

Проблема задержки распространения сигнала так или иначе затрагивает все спутниковые системы связи. Наибольшей задержкой обладают системы, использующие спутниковый ретранслятор на геостационарной орбите. В этом случае задержка, обусловленная конечностью скорости распространения радиоволн, составляет примерно 250 мс, а с учетом мультиплексирования, коммутации и задержек обработки сигнала общая задержка может составлять до 400 мс. Задержка распространения наиболее нежелательна в приложениях реального времени. При этом время распространения сигнала по спутниковому каналу связи составляет 250 мс. При приближении Солнца к оси спутника - наземная станция радиосигнал, принимаемый со спутника наземной станцией, искажается в результате интерференции. В связи с этими причинами важно учитывать компенсацию задержки в канале передачи команд управления при использовании спутникового канала связи. В этом случае можно определять положение БПЛА как при движении по рассчитанной траектории, так и в режиме реального времени и для безопасной посадки в четко заданной точке.The problem of propagation delay in one way or another affects all satellite communications systems. Systems using a satellite repeater in geostationary orbit have the greatest delay. In this case, the delay due to the finiteness of the propagation speed of the radio waves is approximately 250 ms, and taking into account multiplexing, switching, and signal processing delays, the total delay can be up to 400 ms. Propagation delay is most undesirable in real-time applications. At the same time, the signal propagation time through the satellite communication channel is 250 ms. When the Sun approaches the satellite axis - a ground station, the radio signal received from the satellite by the ground station is distorted as a result of interference. For these reasons, it is important to consider delay compensation in the control command transmission channel when using the satellite communication channel. In this case, it is possible to determine the position of the UAV both when moving along the calculated trajectory, and in real time and for a safe landing at a clearly defined point.

Техническая задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, состоит в повышении эффективности управления БПЛА, возможности определения положения БПЛА при значительном увеличении дальности полета и вне зоны прямой радиовидимости при его движении как в режиме полета по траектории, так и в управлении полетом в пилотируемом режиме реального времени, а также для его безопасной посадки в четко заданной точке за счет возможности учета компенсации задержки в канале передачи команд управления при использовании спутникового канала связи, а в связи с этим - уровня безопасности выполнения полетов в воздушном пространстве.The technical problem to be solved by the claimed invention is aimed at increasing the UAV control efficiency, the possibility of determining the UAV position with a significant increase in the flight range and outside the direct radio-visibility zone when it moves both in flight mode along the trajectory and in flight control in manned real mode time, as well as for its safe landing at a clearly defined point due to the possibility of accounting for delay compensation in the transmission channel of control commands when using a satellite channel communication, and in this regard, the level of safety of flights in airspace.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе управления беспилотным летательным аппаратом, который оборудован бортовой автоматической системой управления, спутниковой навигационной системой, датчиком времени, представляющим собой высокоточные часы для синхронизации времени, приемо-передающей радиостанцией, при этом передачу команд управления движением БПЛА и передачу данных о координатах и параметрах его движения осуществляют через основой спутниковый канал связи со стационарного или подвижного пункта управления, оборудованного автоматизированным рабочим местом оператора, при этом для определения положения БПЛА при значительном увеличении дальности полета и вне зоны прямой радиовидимости при его движении как в режиме полета по траектории, так и в режиме пилотируемого управления в режиме реального времени, а также для его безопасной посадки учитывают компенсацию задержки в канале передачи команд управления, используя спутниковый канал связи, определяя динамические характеристики воздействия на систему управления БПЛА, а для посадки БПЛА в четко заданной точке транслируют через спутниковый канал связи команды управления посадкой беспилотного летательного аппарата, которую осуществляют на площадку, выбранную оператором по информации, передаваемой с блока автоматизированной системы управления борта беспилотного летательного аппарата, оборудованного видеокамерой.The stated technical problem is achieved by the fact that in the control method of an unmanned aerial vehicle, which is equipped with an on-board automatic control system, satellite navigation system, a time sensor, which is a high-precision clock for time synchronization, a radio transceiver, while transmitting UAV motion control commands and transmitting data on the coordinates and parameters of its movement is carried out through the basis of a satellite communication channel from a stationary or mobile point I, equipped with an automated workstation of the operator, in order to determine the position of the UAV with a significant increase in flight range and outside the direct radio-visibility zone during its movement both in flight mode along the trajectory and in the mode of manned control in real time, as well as for its safe the landing takes into account the delay compensation in the control command transmission channel using the satellite communication channel, determining the dynamic characteristics of the impact on the UAV control system, and for landing the UAV in h At a given point, the unmanned aerial vehicle landing control commands are transmitted via a satellite communication channel, which is carried out to a site selected by the operator according to information transmitted from the automated control system board of an unmanned aerial vehicle equipped with a video camera.

В предлагаемом способе команды управления беспилотным летательным аппаратом включают навигационные данные о поворотных пунктах маршрута с указанием их географических координат, заданных ортодромических путевых углов, величин бокового упреждения разворота, ограничений на величину крена при выполнении разворота, заданные значения высоты полета, вертикальной скорости и угла наклона траектории, а также отсчет момента измерения указанных данных по шкале единого времени, причем данные об изменении конкретного параметра согласуют с возможными перегрузками и предельными режимами полета беспилотного летательного аппарата и реализуют рядом последовательных изменений этого параметра.In the proposed method, the control command of an unmanned aerial vehicle includes navigation data about the turning points of the route with an indication of their geographical coordinates, given orthodromic directional angles, lateral anticipation of a turn, restrictions on the amount of roll when performing a turn, the set values of the flight altitude, vertical speed and the angle of inclination of the path , as well as the countdown of the moment of measurement of the indicated data on a single time scale, moreover, the data on the change in a specific parameter agree with zhnymi congestion and limit the flight modes of an unmanned aircraft, and implement a series of successive changes of this parameter.

Управление беспилотным летательным аппаратом при перерыве в получении информации от спутниковой системы навигации осуществляют по данным инерционной системы навигации, в случае перерыва в получении команд от оператора полет осуществляется по заложенной аварийной программе или по программе полета движения по траектории, заложенной в автопилоте, при этом характеристики линии связи - полоса частот меняется в зависимости от дальности и качества передаваемой информации.During a break in receiving information from a satellite navigation system, an unmanned aerial vehicle is controlled according to the inertial navigation system, in case of a break in receiving commands from the operator, the flight is carried out according to the emergency program or according to the flight program along the path laid in the autopilot, while the characteristics of the line communication - the frequency band varies depending on the range and quality of the transmitted information.

По заявляемому способу возможную временную задержку исполнения команд управления определяют с учетом времени распространения сигнала от беспилотного летательного аппарата через ретранслятор геостационарного спутника к пункту управления и обратно, времени считывания информации с датчиков положения и движения БПЛА и состояния бортовых систем беспилотного летательного аппарата, а также времени задержки сигнала в буферных устройствах линии формирования и передачи команд.According to the claimed method, a possible time delay in the execution of control commands is determined taking into account the propagation time of the signal from the unmanned aerial vehicle through the geostationary satellite repeater to the control station and vice versa, the time of reading information from the UAV position and movement sensors and the condition of the unmanned aerial vehicle's onboard systems, as well as the delay time signal in the buffer devices of the line forming and transmitting commands.

По способу в пункте управления по данным о текущих координатах и параметрах движения БПЛА, которые получены по основному каналу связи, формируют двух- или трехмерное изображение воздушной обстановки на экране монитора автоматизированного рабочего места оператора.According to the method, in the control center according to the data on the current coordinates and UAV motion parameters that are received through the main communication channel, a two- or three-dimensional image of the air situation is formed on the monitor screen of the operator’s automated workstation.

По заявляемому способу сообщение, передаваемое бортовой радиостанцией беспилотного летательного аппарата, включает данные о параметрах внешней среды, характеризующие температуру и атмосферное давление на высоте полета, а также данные о состоянии бортового оборудования и систем.According to the claimed method, the message transmitted by the on-board radio station of the unmanned aerial vehicle includes data on environmental parameters characterizing the temperature and atmospheric pressure at altitude, as well as data on the state of on-board equipment and systems.

По способу команды управления формируют с учетом динамических характеристик беспилотного летательного аппарата и его бортовой автоматической системы управления с учетом внешних возмущений, неисправностей и отказов бортового оборудования.By the method, the control teams are formed taking into account the dynamic characteristics of the unmanned aerial vehicle and its on-board automatic control system, taking into account external disturbances, malfunctions and failures of the on-board equipment.

По заявляемому способу сообщения о командах управления и данных о координатах и параметрах движения беспилотного летательного аппарата перед передачей в основной канал связи зашифровывают, а на приемном конце дешифруют.According to the claimed method, messages about control commands and data on the coordinates and motion parameters of an unmanned aerial vehicle are encrypted before being transferred to the main communication channel, and decrypted at the receiving end.

Возможность обеспечения устойчивой связи является одной из важнейших характеристик, определяющих эксплуатационные возможности управления БПЛА и обеспечивающих доведение сведений, полученных БПЛА, в режиме реального времени до оперативного персонала ПУ.The ability to ensure stable communication is one of the most important characteristics that determine the operational capabilities of UAV control and ensure that the information received by the UAV is communicated in real time to the PU operational personnel.

Передаваемые на БПЛА команды управления, при движении по заданной траектории, содержат код каждого из заранее определенных маневров в горизонтальной и вертикальной плоскостях, параметры указанного маневра, данные о моменте начала маневра и его окончании, а также при дистанционно-пилотируемом управлении в режиме реального времени коды содержат положения аэродинамических элементов, органов управления, время формирования пакета данных и другую необходимую информацию. По данным наблюдений автопилот вычисляет отклонения от программного движения БПЛА, в случае, когда указанные отклонения превышают допустимые, производит корректировку для уменьшения величины указанных отклонений.The control commands transmitted to the UAV, when moving along a given trajectory, contain the code of each of the predefined maneuvers in the horizontal and vertical planes, the parameters of the specified maneuver, data on the moment of the maneuver start and its end, as well as codes for remotely piloted control contain provisions of aerodynamic elements, governing bodies, time of formation of a data packet and other necessary information. According to observations, the autopilot calculates the deviations from the programmed UAV movement, in the case when these deviations exceed the permissible ones, it makes an adjustment to reduce the magnitude of these deviations.

По данным о текущих координатах и параметрах движения БПЛА, которые получены по основному спутниковому каналу связи, в пункте управления (ПУ) формируют двух- или трехмерное изображение воздушной обстановки на экране монитора АРМ оператора, рассчитывают прогнозируемую траекторию и направление приема сигналов абонента.According to the data on the current coordinates and UAV motion parameters obtained via the main satellite communication channel, a two- or three-dimensional image of the air situation is formed on the operator’s workstation monitor at the control center (PU), and the predicted trajectory and direction of receiving subscriber signals are calculated.

При формировании команд управления учитывают динамические характеристики БПЛА, заложенные в память системы управления алгоритмы, а также внешние возмущения, возможные неисправности и отказы бортового оборудования.When generating control commands, the dynamic characteristics of the UAV, the algorithms stored in the control system memory, as well as external disturbances, possible malfunctions and failures of on-board equipment are taken into account.

В заявляемом способе сообщения о командах управления и данных о координатах и параметрах движения беспилотного летательного аппарата перед передачей в основной спутниковый канал связи зашифровывают, а на приемном конце дешифруют.In the claimed method, messages about control commands and data on the coordinates and motion parameters of an unmanned aerial vehicle are encrypted before being transmitted to the main satellite communication channel, and decrypted at the receiving end.

В заявляемом изобретении для обеспечения безаварийного полета и посадки за счет достижения эффекта пилотируемого полета и посадки, повышения точности определения положения и высоты БПЛА при посадке в заданной точке на дальностях, выходящих за зону радиовидимости, изображение посадочной полосы получают с помощью расположенной на БПЛА видеокамеры и передают через линию спутниковой связи, обеспечивающей передачу видеоинформации, в соответствии с которой оператор вырабатывает команды управления и передает эти команды через спутниковый канал связи в блок автоматизированной системы управления БПЛА с учетом компенсации задержки.In the claimed invention, in order to ensure a trouble-free flight and landing by achieving the effect of a manned flight and landing, improving the accuracy of determining the position and height of UAVs when landing at a given point at distances beyond the radio visibility zone, the image of the landing strip is obtained using a video camera located on the UAV and transmitted through a satellite communication line providing video information transmission, according to which the operator generates control commands and transmits these commands via satellite communication channel to the UAV automated control system unit, taking into account delay compensation.

Проведенный анализ технических решений позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют в известных носителях информации, что указывает на соответствие заявленного способа условию патентоспособности ″новизна″.The analysis of technical solutions made it possible to establish that analogues, characterized by a combination of features that are identical to all the features of the claimed technical solution, are absent in known information carriers, which indicates the compliance of the claimed method with the patentability condition ″ novelty ’.

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности ″изобретательский уровень″.The search results for known solutions in this and related fields of technology in order to identify features that match the distinctive features of the prototype features showed that they do not follow explicitly from the prior art. The prior art also did not reveal the popularity of the impact provided for by the essential features of the claimed invention, the transformations to achieve the specified technical result. Therefore, the claimed invention meets the condition of patentability ″ inventive step ″.

Заявленный способ реализуется по блок-схеме, представленной на рис. 1, которая состоит из следующих основных блоков:The claimed method is implemented according to the flowchart shown in Fig. 1, which consists of the following main blocks:

1 - датчиков;1 - sensors;

2 - спутникового навигационного; 2 - satellite navigation;

3 - приемо-передающего;3 - transceiver;

4 - исполнительного;4 - executive;

5 - блока передачи изображений на экран или дисплей;5 - block transmitting images to a screen or display;

6 - регистратора времени;6 - time recorder;

7 - автоматизированной системы управления;7 - automated control system;

8 - спутникового канала связи;8 - satellite communication channel;

9 - внешнего блока управления.9 - external control unit.

При рассмотрении реализации заявляемого способа необходимо учесть, что блоки 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 входят с систему управления БПЛА, поэтому при рассмотрении реализации способа не анализируют взаимодействие всех этих блоков, а рассматривают реализацию способа во взаимодействии системы управления БПЛА с внешним блоком управления (9) через спутниковый канал связи (8).When considering the implementation of the proposed method, it is necessary to take into account that blocks 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 enter the UAV control system, therefore, when considering the implementation of the method, they do not analyze the interaction of all these blocks, but consider the implementation of the method in the interaction of the UAV control system with an external control unit (9) through a satellite communication channel (8).

Способ осуществляется следующим образом: БПЛА передает информацию о своем местоположении на внешний блок управления (9), который представляет собой стационарный или подвижный пункт управления, оборудованный автоматизированным рабочим местом оператора. Передача информации осуществляется через спутниковый канал связи (8). С пункта управления беспилотным аппаратом через спутниковый канал связи (8) информация передается на систему управления БПЛА. Таким образом, на пункте управления (9) можно наблюдать за положением БПЛА при значительном удалении и вне зоны радиовидимости.The method is as follows: the UAV transmits information about its location to an external control unit (9), which is a stationary or mobile control station equipped with an automated workstation for the operator. Information is transmitted through a satellite communication channel (8). From the control center of the unmanned vehicle through a satellite communication channel (8), information is transmitted to the UAV control system. Thus, at the control point (9), one can observe the position of the UAV at a considerable distance and outside the radio visibility zone.

При посадке БПЛА в определенную четко заданную точку информация, полученная из блока передачи изображений на экран или дисплей БПЛА (5), представляющего собой видеокамеру, установленную непосредственно на борту БПЛА, направляется через спутниковый канал связи на внешний блок управления (9), обрабатывается и используется для выработки команд обеспечения безопасной посадки БПЛА.When the UAV lands at a certain clearly defined point, information obtained from the image transfer unit on the screen or the UAV display (5), which is a video camera installed directly on board the UAV, is sent through a satellite communication channel to an external control unit (9), processed and used to develop commands to ensure a safe landing of UAVs.

Claims (8)

1. Способ управления беспилотным летательным аппаратом, который оборудован бортовой автоматической системой управления, спутниковой навигационной системой, датчиком времени, представляющим собой высокоточные часы для синхронизации времени, приемо-передающей радиостанцией, при этом передачу команд управления движением БПЛА и передачу данных о координатах и параметрах его движения осуществляют через основой спутниковый канал связи со стационарного или подвижного пункта управления, оборудованного автоматизированным рабочим местом оператора, отличающийся тем, что учитывают компенсацию задержки в канале передачи команд управления, используя спутниковый канал связи, определяя динамические характеристики воздействия на систему управления БПЛА, а для посадки БПЛА в четко заданной точке транслируют через спутниковый канал связи команды управления посадкой беспилотного летательного аппарата, которую осуществляют на площадку, выбранную оператором по информации, передаваемой с блока автоматизированной системы управления борта беспилотного летательного аппарата, оборудованного видеокамерой.1. The control method of an unmanned aerial vehicle, which is equipped with an on-board automatic control system, satellite navigation system, a time sensor, which is a high-precision clock for time synchronization, a radio transceiver, while transmitting UAV motion control commands and transmitting data about its coordinates and parameters movements are carried out through the basis of a satellite communication channel from a stationary or mobile control center equipped with an automated workstation a prarator, characterized in that they take into account the delay compensation in the control command transmission channel using the satellite communication channel, determining the dynamic characteristics of the impact on the UAV control system, and for landing the UAV, the landing control commands of the unmanned aerial vehicle, which carried out on the site selected by the operator according to the information transmitted from the block of the automated control system for the board of the unmanned aerial vehicle, rudovannoy camcorder. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что команды управления беспилотным летательным аппаратом включают навигационные данные о поворотных пунктах маршрута с указанием их географических координат, заданных ортодромических путевых углов, величин бокового упреждения разворота, ограничений на величину крена при выполнении разворота, заданные значения высоты полета, вертикальной скорости и угла наклона траектории, а также отсчет момента измерения указанных данных по шкале единого времени, причем данные об изменении конкретного параметра согласуются с возможными перегрузками и предельными режимами полета беспилотного летательного аппарата и реализуются рядом последовательных изменений этого параметра, приоритет системы управления полетом - пилотируемой или с помощью автопилота, определяется оператором.2. The method according to p. 1, characterized in that the control commands of the unmanned aerial vehicle include navigation data about the turning points of the route with an indication of their geographical coordinates, given orthodromic track angles, lateral anticipation of a turn, restrictions on the amount of roll when performing a turn, set values flight altitude, vertical speed and the angle of inclination of the trajectory, as well as the countdown of the measurement of these data on a single time scale, and data on the change in a specific parameter are controlled with possible overloads and limiting flight regimes of the unmanned aerial vehicle and are implemented by a series of successive changes to this parameter, the priority of the flight control system — manned or by autopilot, is determined by the operator. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что управление беспилотным летательным аппаратом при перерыве в получении информации от спутниковой системы навигации осуществляют по данным инерционной системы навигации, а при перерыве в получении команд от оператора полет осуществляется по заложенной аварийной программе или по программе полета, движения по траектории, заложенной в автопилоте.3. The method according to p. 1, characterized in that the control of the unmanned aerial vehicle during the break in receiving information from the satellite navigation system is carried out according to the inertial navigation system, and during the break in receiving commands from the operator, the flight is carried out according to the emergency program or according to the flight program , movement along the trajectory embedded in autopilot. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что возможную временную задержку исполнения команд управления определяют с учетом времени распространения сигнала от беспилотного летательного аппарата через ретранслятор геостационарного спутника к пункту управления и обратно, времени считывания информации с датчиков положения и движения БПЛА и состояния бортовых систем беспилотного летательного аппарата, а также времени задержки сигнала в буферных устройствах линии формирования и передачи команд.4. The method according to p. 1, characterized in that the possible time delay in the execution of control commands is determined taking into account the propagation time of the signal from the unmanned aerial vehicle through the geostationary satellite relay to the control station and vice versa, the time of reading information from the UAV position and motion sensors and the state of the aircraft unmanned aerial vehicle systems, as well as the signal delay time in the buffer devices of the command generation and transmission line. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в пункте управления по данным о текущих координатах и параметрах движения БПЛА, которые получены по основному спутниковому каналу, формируют двух- или трехмерное изображение воздушной обстановки на экране монитора автоматизированного рабочего места оператора.5. The method according to p. 1, characterized in that in the control point according to the data on the current coordinates and motion parameters of the UAV, which are obtained through the main satellite channel, form a two- or three-dimensional image of the air situation on the monitor screen of the operator’s workstation. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сообщение, передаваемое бортовой радиостанцией беспилотного летательного аппарата, включает данные о параметрах внешней среды, характеризующие температуру и атмосферное давление на высоте полета, а также данные о состоянии бортового оборудования и систем.6. The method according to p. 1, characterized in that the message transmitted by the on-board radio station of the unmanned aerial vehicle includes data on environmental parameters characterizing the temperature and atmospheric pressure at altitude, as well as data on the state of on-board equipment and systems. 7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что команды управления формируют с учетом динамических характеристик беспилотного летательного аппарата и его бортовой автоматической системы управления с учетом внешних возмущений, неисправностей и отказов бортового оборудования.7. The method according to p. 1, characterized in that the control commands are formed taking into account the dynamic characteristics of the unmanned aerial vehicle and its on-board automatic control system, taking into account external disturbances, malfunctions and failures of on-board equipment. 8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сообщения о командах управления и данных о координатах и параметрах движения беспилотного летательного аппарата перед передачей в основной спутниковый канал связи зашифровывают, а на приемном конце дешифруют. 8. The method according to p. 1, characterized in that messages about control commands and data on the coordinates and motion parameters of the unmanned aerial vehicle are encrypted before being transmitted to the main satellite communication channel, and decrypted at the receiving end.
RU2013127122/11A 2013-06-14 2013-06-14 Method of control over drone RU2562890C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013127122/11A RU2562890C2 (en) 2013-06-14 2013-06-14 Method of control over drone

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013127122/11A RU2562890C2 (en) 2013-06-14 2013-06-14 Method of control over drone

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013127122A RU2013127122A (en) 2014-12-27
RU2562890C2 true RU2562890C2 (en) 2015-09-10

Family

ID=53278291

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013127122/11A RU2562890C2 (en) 2013-06-14 2013-06-14 Method of control over drone

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2562890C2 (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2657164C1 (en) * 2016-12-27 2018-06-08 Общество с ограниченной ответственностью "Аэроксо" System of remote observation and control of uncrewed aerial vehicles
RU2704614C1 (en) * 2016-10-27 2019-10-30 Шанхай Хуацэ Навигейшн Текнолоджи Лтд Flight control system of an unmanned aerial vehicle with differential positioning based on the network cors
RU2719605C1 (en) * 2017-03-16 2020-04-21 Гуанчжоу Иксэркрафт Текнолоджи Ко., Лтд. Flight control method and unmanned aerial vehicle flight control device and unmanned aerial vehicle
RU2720389C1 (en) * 2016-11-29 2020-04-29 Гуанчжоу Иксэркрафт Текнолоджи Ко., Лтд Control method of unmanned aerial vehicle and control device of unmanned aerial vehicle
RU2725640C1 (en) * 2019-09-09 2020-07-03 Закрытое акционерное общество "АйТи Десижн" Approach method of unmanned aerial vehicle in emergency conditions
RU2733453C1 (en) * 2020-07-07 2020-10-01 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" Automatic control method of robotic drone in autonomous mode
RU200039U1 (en) * 2020-03-17 2020-10-01 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Самарский Национальный Исследовательский Университет Имени Академика С.П. Королева" (Самарский Университет) Intelligent automatic control system for unmanned aerial vehicles
RU2736604C1 (en) * 2020-03-10 2020-11-19 Петр Ксенофонтович Васильев Automatic multi-rotor conveyor apparatus for rapid delivery of medicines, food and other cargo through hazardous zone for humans
RU2754430C1 (en) * 2018-05-10 2021-09-02 Бейдзин Сяоми Мобайл Софтвэр Ко., Лтд. Method and device for information transmitting
RU2766639C1 (en) * 2020-10-07 2022-03-15 Юрий Иосифович Полевой Method of controlling unmanned submarine and device for implementation thereof
RU2773056C1 (en) * 2021-07-26 2022-05-30 Задорожный Артем Анатольевич Method for blocking the signal in the local area of the presence of the material object

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2390815C1 (en) * 2008-10-13 2010-05-27 ООО "Фирма "НИТА" Method to control pilotless aircraft and device to this end
RU2419804C2 (en) * 2005-11-07 2011-05-27 Дзе Боинг Компани Methods and devices for navigation system with lower susceptibility to intended and unintended interferences
EP2551700A1 (en) * 2011-02-28 2013-01-30 The Boeing Company Alternative communication link for an air vehicle

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2419804C2 (en) * 2005-11-07 2011-05-27 Дзе Боинг Компани Methods and devices for navigation system with lower susceptibility to intended and unintended interferences
RU2390815C1 (en) * 2008-10-13 2010-05-27 ООО "Фирма "НИТА" Method to control pilotless aircraft and device to this end
EP2551700A1 (en) * 2011-02-28 2013-01-30 The Boeing Company Alternative communication link for an air vehicle

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2704614C1 (en) * 2016-10-27 2019-10-30 Шанхай Хуацэ Навигейшн Текнолоджи Лтд Flight control system of an unmanned aerial vehicle with differential positioning based on the network cors
RU2720389C1 (en) * 2016-11-29 2020-04-29 Гуанчжоу Иксэркрафт Текнолоджи Ко., Лтд Control method of unmanned aerial vehicle and control device of unmanned aerial vehicle
RU2657164C1 (en) * 2016-12-27 2018-06-08 Общество с ограниченной ответственностью "Аэроксо" System of remote observation and control of uncrewed aerial vehicles
RU2719605C1 (en) * 2017-03-16 2020-04-21 Гуанчжоу Иксэркрафт Текнолоджи Ко., Лтд. Flight control method and unmanned aerial vehicle flight control device and unmanned aerial vehicle
RU2754430C1 (en) * 2018-05-10 2021-09-02 Бейдзин Сяоми Мобайл Софтвэр Ко., Лтд. Method and device for information transmitting
RU2725640C1 (en) * 2019-09-09 2020-07-03 Закрытое акционерное общество "АйТи Десижн" Approach method of unmanned aerial vehicle in emergency conditions
RU2736604C1 (en) * 2020-03-10 2020-11-19 Петр Ксенофонтович Васильев Automatic multi-rotor conveyor apparatus for rapid delivery of medicines, food and other cargo through hazardous zone for humans
RU200039U1 (en) * 2020-03-17 2020-10-01 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Самарский Национальный Исследовательский Университет Имени Академика С.П. Королева" (Самарский Университет) Intelligent automatic control system for unmanned aerial vehicles
RU2733453C1 (en) * 2020-07-07 2020-10-01 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" Automatic control method of robotic drone in autonomous mode
RU2766639C1 (en) * 2020-10-07 2022-03-15 Юрий Иосифович Полевой Method of controlling unmanned submarine and device for implementation thereof
RU2773056C1 (en) * 2021-07-26 2022-05-30 Задорожный Артем Анатольевич Method for blocking the signal in the local area of the presence of the material object

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013127122A (en) 2014-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2562890C2 (en) Method of control over drone
EP3485585B1 (en) Dynamic beam steering for unmanned aerial vehicles
RU2666479C1 (en) Method of providing the automatic landing of the flying apparatus
JP5767731B1 (en) Aerial video distribution system and aerial video distribution method
RU2390815C1 (en) Method to control pilotless aircraft and device to this end
CN107923963B (en) Method and system for scheduling positioning signal transmissions and operating self-positioning device
US9400329B2 (en) System for mapping and tracking ground targets
US10410529B2 (en) Automatic assistance method for landing an aircraft
US7894948B2 (en) Systems and methods for coordination of entities and/or communicating location information
US11709273B2 (en) Stratospheric position, navigation, and timing system
KR101472392B1 (en) UAV System having an Accuracy Position Tracking Function and Controlling Method for the Same
US11763687B2 (en) Survey-augmented navigation system for an aircraft
EP3761062A1 (en) Position determination of mobile objects
CN112749007A (en) System and method for distributed avionics device processing
JP2019121967A (en) Tracking antenna, missile, and tracking antenna device
CN112748456A (en) System and method for assisted navigation using distributed avionics processing
Burdziakowski et al. Accuracy of a low-cost autonomous hexacopter platforms navigation module for a photogrammetric and environmental measurements
CN104539906A (en) Image/laser ranging/ABS-B monitoring integrated system
CN110850456A (en) Positioning equipment, positioning method and monitoring device of high-altitude unmanned aerial vehicle
CN115390575B (en) Automatic following implementation method and device for unmanned aerial vehicle based on ADS-B
US11719783B2 (en) Systems and methods for cross-reference navigation using low latency communications
RU2794287C1 (en) Unified on-board module for aviation surveillance of unmanned aerial vehicles
CN107885195A (en) A kind of robot automatic navigation method based on undercarriage
EP3968056A2 (en) Systems and methods for cross-reference navigation using low latency communications
Bezvitniy Control Systems for Unmanned Aerial Vehicles

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180615