一种基于北斗定位的无人机位置监控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于北斗定位的无人机位置监控系统，包括安装在无人机上的机载北斗模块，机载北斗模块包括北斗接收天线和北斗短报文通信单元；还包括用于接收机载北斗模块传输数据的地面接收设备和用于显示无人机位置的监控设备；地面接收设备包括地面接收天线和地面接收机，地面接收机用于对机载北斗模块传输数据进行处理，得到无人机的实时三维坐标信息，并将无人机的实时三维坐标信息发送给监控设备。本发明专利技术利用北斗定位技术和差分处理方法，实现实时监控无人机飞行位置，不仅提高了定位精度，增加了飞行安全系数，而且提高了抗干扰能力，不易受雾霾、扬尘、自然光和热辐射的影响。影响。影响。

【技术实现步骤摘要】
一种基于北斗定位的无人机位置监控系统


[0001]本专利技术涉及无人机
，具体涉及一种基于北斗定位的无人机位置监控系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着无人机技术的日趋成熟，在工农业生产及军事领域发挥着越来越重要的作用。无人机具有飞行灵活、隐蔽性好、生存能力强、成本低廉、使用简便、适应性强等优点，可以适应各种恶劣环境，并完成各种任务。无人机定点与导航是顺利完成各项任务的关键。目前在无人飞行器定位中，一般采用视觉方法、惯性导航和GPS定位等。其中，视觉方法深度计算精度低，易受雾霾、扬尘、自然光和热辐射的影响。而惯性导航方法虽然对外界环境的抗干扰能力较强，但其误差具有累积效应，需要及时进行补偿与修正。而GPS定位只提供授时与定位功能，无法满足无人机飞行时的实时监管需求。因此，现有的无人机位置定位方法存在无法满足其多种需求的问题。
[0003]相关技术中，随着我国自主研发的北斗导航系统的完善与商业化应用，基于北斗导航的无人机定位于控制系统应用越来越广泛。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并且具备短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度为分米、厘米级别，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。因此，有必要考虑利用北斗导航系统实现高精度、强抗干扰能力的无人机实时定位功能，以满足其多种需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术主要是为了解决目前的无人机位置监控方法无法兼顾满足高精度、强抗干扰能力、实时监管等多种需求的问题，提供了一种基于北斗定位的无人机位置监控系统，利用北斗定位技术和差分处理方法，实现实时监控无人机飞行位置，与现有的无人机位置监控方法相比，不仅提高了定位精度，增加了飞行安全系数，而且提高了抗干扰能力，不易受雾霾、扬尘、自然光和热辐射的影响；且通过监控设备将无人机实时位置信息呈现给用户，提高了用户使用体验感。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案。
[0006]一种基于北斗定位的无人机位置监控系统，包括安装在无人机上的机载北斗模块，所述机载北斗模块包括北斗接收天线和北斗短报文通信单元，所述北斗接收天线与所述北斗短报文通信单元连接；还包括用于接收机载北斗模块传输数据的地面接收设备和用于显示无人机位置的监控设备，所述地面接收设备与所述监控设备连接；所述地面接收设备包括地面接收天线及与所述地面接收天线连接的地面接收机，所述地面接收机用于对所述机载北斗模块传输数据进行处理，得到所述无人机的实时三维坐标信息，并将所述无人机的实时三维坐标信息发送给所述监控设备。本专利技术提供了一种基于北斗定位的无人机位置监控系统，利用北斗定位技术和差分处理方法，实现实时监控无人机飞行位置，与现有的
无人机位置监控方法相比，不仅提高了定位精度，增加了飞行安全系数，而且提高了抗干扰能力，不易受雾霾、扬尘、自然光和热辐射的影响；且通过监控设备将无人机实时位置信息呈现给用户，提高了用户使用体验感；北斗定位技术的结合，使得无人机在任务阶段定位精度提高，上行链路控制时间缩短，传输带宽增大，无人机导航系统的可靠性更高、抗干扰性越强。
[0007]作为优选，所述北斗接收天线用于搜索北斗卫星信号并接收北斗卫星数据，然后将所述北斗卫星数据发送给所述北斗短报文通信单元。北斗接收天线用于接收北斗卫星数据。
[0008]作为优选，所述北斗短报文通信单元用于按照北斗短报文协议的标准，根据所述北斗卫星数据，生成相应的北斗短报文，并将所述北斗短报文通过北斗卫星的转发传输至所述地面接收设备。北斗短报文通信单元用于将北斗卫星数据转换成北斗短报文并传输。
[0009]作为优选，所述地面接收设备通过所述地面接收天线接收所述北斗短报文后，通过地面接收机的主板将所述北斗短报文经过信号调解和译码后还原成北斗卫星数据，再对所述北斗卫星数据进行差分处理，获得无人机的实时三维坐标信息，最后将所述无人机的三维坐标信息发送至所述监控设备。地面接收机设有主板，通过该主板将北斗短报文还原成北斗卫星数据，并对北斗卫星数据进行差分处理，获得无人机实时三维坐标信息。
[0010]作为优选，所述监控设备通过电缆连接所述地面接收机，用于接收并显示所述无人机的实时三维坐标表信息。本专利技术通过监控设备将无人机实时位置信息呈现给用户，提高了用户使用体验感，直观性更强。
[0011]作为优选，所述对所述北斗卫星数据进行差分处理，获得无人机的实时三维坐标信息的具体过程，包括：分析北斗卫星数据得到最近的参考站的坐标信息及误差修正值；对北斗卫星数据进行差分处理以对基线的估计值进行迭代更新，得到最优估计值；根据最优估计值、最近的参考站的坐标信息及误差修正值计算所述无人机的三维坐标信息；本专利技术通过对北斗卫星数据进行差分处理，得到无人机的实时三维坐标信息，实现无人机实时位置监控，并提高无人机定位的精确度，减小误差。
[0012]作为优选，所述对北斗卫星数据进行差分处理以对基线的估计值进行迭代更新，得到最优估计值的具体过程，包括：基于北斗卫星数据，得到伪距观测值和载波相位观测值；基于伪距观测值和载波相位观测值，根据预构建的双差观测值模型进行基线解算，得到差分误差方程；差分误差方程包括伪距差分误差方程和载波相位差分误差方程；利用Adam算法对差分误差方程求解，更新基线的估计值，直至所述基线的估计值满足预设条件时停止更新，得到最优估计值。
[0013]作为优选，所述机载北斗模块分别连接所述无人机上的电源模块和控制模块。电源模块用于为机载北斗模块供电，控制模块用于控制机载北斗模块工作。
[0014]因此，本专利技术的优点是：（1）利用北斗定位技术实现实时监控无人机飞行位置，与现有的无人机位置监控
方法相比，不仅提高了定位精度，增加了飞行安全系数，而且提高了抗干扰能力，不易受雾霾、扬尘、自然光和热辐射的影响；（2）通过监控设备将无人机实时位置信息呈现给用户，提高了用户使用体验感；（3）北斗定位技术的结合，使得无人机在任务阶段定位精度提高，上行链路控制时间缩短，传输带宽增大，无人机导航系统的可靠性更高、抗干扰性越强；（4）对北斗卫星数据进行差分处理，得到无人机的实时三维坐标信息，实现无人机实时位置监控，提高无人机定位的精确度，减小误差。
附图说明
[0015]图1是本专利技术实施例中一种基于北斗定位的无人机位置监控系统的结构示意图。
[0016]1、无人机 2、机载北斗模块 3、北斗接收天线 4、北斗短报文通信单元 5、地面接收设备 6、监控设备 7、地面接收天线 8、地面接收机 9、电缆 10、电源模块 11、控制模块。
具体实施方式
[0017]下面结合附图与具体实施方式对本专利技术做进一步的描述。
[0018]一种基于北斗定位的无人机1位置监控系统，如图1所示，包括安装在无人机1上的机载北斗模块2，机载北斗模块2包括北斗接收天线3和北斗短报文通信单元4，北斗接收天线3与北斗短报文通信单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于北斗定位的无人机位置监控系统，其特征在于，包括安装在无人机上的机载北斗模块，所述机载北斗模块包括北斗接收天线和北斗短报文通信单元，所述北斗接收天线与所述北斗短报文通信单元连接；还包括接收机载北斗模块传输数据的地面接收设备和显示无人机位置的监控设备，所述地面接收设备与所述监控设备连接；所述地面接收设备包括地面接收天线及与所述地面接收天线连接的地面接收机，所述地面接收机对所述机载北斗模块传输数据进行处理，得到所述无人机的实时三维坐标信息，并将所述无人机的实时三维坐标信息发送给所述监控设备。2.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位的无人机位置监控系统，其特征在于，所述北斗接收天线搜索北斗卫星信号并接收北斗卫星数据，然后将所述北斗卫星数据发送给所述北斗短报文通信单元。3.根据权利要求2所述的一种基于北斗定位的无人机位置监控系统，其特征在于，所述北斗短报文通信单元按照北斗短报文协议的标准，根据所述北斗卫星数据，生成相应的北斗短报文，并将所述北斗短报文通过北斗卫星的转发传输至所述地面接收设备。4.根据权利要求3所述的一种基于北斗定位的无人机位置监控系统，其特征在于，所述地面接收设备通过所述地面接收天线接收所述北斗短报文后，通过地面接收机的主板将所述北斗短报文经过信号调解和译码后还原成北斗卫星数据，再对所述北斗卫星数据进行差分处理，获得无人机的实时...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷志敏，季世超，刘平平，程亮亮，吴松，张云峰，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司湖州供电公司，
类型：发明
国别省市：