基于自旋翼无人机的空中应急通信系统

摘要

本发明公开了一种基于自旋翼无人机的空中应急通信系统。该系统包括自旋翼无人机、地面控制站、数据链路和高空移动基站任务载荷。其中，高空移动基站任务载荷安装在自旋翼无人机上，地面控制站通过无线上行链路控制无人机按设定航线飞抵灾区上空后，控制飞行器在设定位置上空小范围盘旋，移动基站开通开始工作，通过无线下行链路的数据通道传递移动通信数据至地面控制站，实现高空基站手机信号落地，并通过有线方式接入公网，完成移动通信。本系统续航飞行时间长，负载能力强、可迅速、便捷抵达灾害现场上空，为地震等灾害情况下应急通信提供保障。

主权项

一种基于自旋翼无人机的空中应急通信系统的通信方法，其特征在于，所述应急通信系统包括自旋翼无人机、移动通信基站任务载荷和地面控制站；其中，自旋翼无人机是在拆除自旋翼有人机驾驶部分的基础上安装有自动驾驶系统，自动驾驶系统包括测姿及导航设备、飞控器和操纵装置；其中，测姿及导航设备用于测量自旋翼无人机的倾斜角、俯仰角、航向角、高度、速度和航线，并采用微机械惯组/卫星导航组合导航系统引导飞机按照预定的航线飞行；测姿及导航设备与飞控器之间采用串行接口连接，飞控器实时接收测姿及导航设备的测量数据和遥控命令，形成控制指令并发送给操纵装置；操纵装置为机电式执行机构，根据飞控器的控制指令移动自旋翼无人机的翼面，实现对自旋翼无人机的飞行控制；移动通信基站任务载荷集成在自旋翼无人机上，所述移动通信基站任务载荷包括基站设备和基站天线；其中，基站天线安装在驾驶舱下部；基站设备采用轻量化基站，集成安装在驾驶舱内；地面控制站用于规划任务、标定与修改飞行路线、监控飞行器位置、控制飞行器、控制和监视移动通信基站任务载荷、存储与处理移动通信基站任务载荷数据、发射与回收自旋翼无人机；在自旋翼无人机上设有机上无线通信终端设备，机上无线通信终端设备与飞控器、移动通信基站任务载荷以及机上其他设备相连；在地面控制站上设有地面无线通信终端设备；所述基于自旋翼无人机的空中应急通信系统通过机上无线通信终端设备和地面无线通信终端设备建立数据链路，通过数据链路进行指挥和通信，其中数据链路包括上行链路和下行链路：(1)上行链路用于地面站对飞行器以及机上设备的控制；(2)下行链路有两个通道，一个通道为状态遥测通道，用于向地面站传递当前的飞行器状态及机上设备状态信息；第二个通道用于向地面站传递移动通信基站任务载荷数据；所述通信方法包括以下步骤：步骤一，根据任务需要，选择飞行器的起降点和地面控制站架设点；步骤二，按照任务要求，地面控制站进行任务规划，装订设置无人机飞行路线、到达位置；步骤三，当无人机具备起飞条件，发动机点火起飞；地面控制站通过无线上行链控制无人机按设定航线飞抵灾区上空；无人机通过无线下行链路的遥测通道，实时向地面控制站传递当前的飞行器状态及机上设备状态信息，地面控制站监视飞行器状态、位置，控制飞行器在设定位置上空小范围盘旋；步骤四，移动基站开通开始工作，通过无线下行链路的数据通道传递移动通信数据至地面控制站，实现高空基站手机信号落地；步骤五，地面控制站接收手机信号后，通过有线方式接入公网，完成移动通信。