CN110580056A - 差分信号发射装置及增大差分无人机集群稳定飞行的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种差分信号发射装置及增大差分无人机集群稳定飞行的方法，方法包括：无人机集群接收基站差分信号并检测基站差分信号强弱；无人机集群判断基站差分信号强弱等级是否大于预设值；若基站差分信号强弱等级大于预设值，则无人机集群接收差分基站发射的基站差分信号；若基站差分信号强弱等级小于预设值，则无人机集群切换接收通道，接收由第一中继站发射的第一差分信号。该方法进一步增加了差分信号的传输范围，同时也能达到速度位置精度较高的固定解，以实现集群飞行整齐一致。该方法解决了差分无人机集群的飞行范围受制于地面到飞机端通讯手段的通讯距离、差分飞机表演区域不适合架设差分基站等限制。
Description
技术领域
本发明涉及无人机集群差分飞行领域，更具体地说是一种差分信号发射装置及增大差分无人机集群稳定飞行的方法。
背景技术
差分无人机集群是利用地面差分基站向飞机端发送差分信息，再由飞机端导航芯片计算出相对位置从而达到精度较高的速度位置信息，以达到集群飞行整齐一致性要求的方法。这是一种利用卫星导航特性而诞生的实用型技术，而缺陷则是在使用差分卫星导航的过程中必须要使用差分地面基站，因此差分无人机集群的飞行范围受制于地面到飞机端通讯手段的通讯距离。通常，为满足通讯实时性，一般采用的通讯手段有电台广播、wifi广播等方法，集群飞机的飞机端由于受到体型限制其通信天线模块功率不会很大，因此距离一般较短。而有时候，会出现差分飞机表演区域不适合架设差分基站，如表演区域卫星信号较差等情况，这时候就会出现通信信号不佳而导致差分定位不能达到固定解的情况，使得位置速度精度出现问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种差分信号发射装置及增大差分无人机集群稳定飞行的方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种差分信号发射装置，包括：差分基站，以所述差分基站为中心向外辐射设有第一中继站，所述差分基站用于向无人机集群发射基站差分信号，所述第一中继站用于接收差分基站发射的基站差分信号并向无人机集群发射第一差分信号。
其进一步技术方案为：所述第一中继站与所述差分基站的距离为100m～200m。
其进一步技术方案为：以所述第一中继站为中心向外辐射设有第二中继站，所述第二中继站用于接收第一中继站发射的第一差分信号并向无人机集群发射第二差分信号。
一种增大差分无人机集群稳定飞行的方法，基于以上任意一项所述的差分信号发射装置，包括以下步骤：
无人机集群接收基站差分信号并检测基站差分信号强弱；
无人机集群判断基站差分信号强弱等级是否大于预设值；
若基站差分信号强弱等级大于预设值，则无人机集群接收差分基站发射的基站差分信号；
若基站差分信号强弱等级小于预设值，则无人机集群切换接收通道，接收由第一中继站发射的第一差分信号。
其进一步技术方案为：所述无人机集群检测基站差分信号强弱与无人机集群跟差分基站的距离成正比。
其进一步技术方案为：所述无人机集群同时接收基站差分信号或第一差分信号和卫星信号以进行无人机差分集群飞行。
本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明提供的一种差分信号发射装置及增大差分无人机集群稳定飞行的方法，增大差分无人机集群稳定飞行的方法实现即使无人机集群远离了差分基站也可以接收有效的差分信号，进一步增加了差分信号的传输范围，同时也能达到速度位置精度较高的固定解，以实现集群飞行整齐一致。该方法解决了差分无人机集群的飞行范围受制于地面到飞机端通讯手段的通讯距离、差分飞机表演区域不适合架设差分基站等限制。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征及优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明差分信号发射装置的结构示意图；
图2为本发明增大差分无人机集群稳定飞行的方法流程图。
附图标记
1、差分基站；2、第一中继站；3、无人机集群。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。
如图1所示，一种差分信号发射装置，包括：差分基站1，以差分基站1为中心向外辐射设有第一中继站2，差分基站1用于向无人机集群3发射基站差分信号，第一中继站2用于接收差分基站1发射的基站差分信号并向无人机集群3发射第一差分信号。通过增加第一中继站2以进一步增加差分信号的传输范围。
具体地，如图1所示，第一中继站2与差分基站1的距离为100m～200m。设置此距离范围可以增加差分信号的传输范围，又不会因为距离过长使得差分信号衰减过多。
具体地，如图1所示，以第一中继站2为中心向外辐射设有第二中继站，第二中继站用于接收第一中继站2发射的第一差分信号并向无人机集群3发射第二差分信号，可进一步增加差分信号的传输范围。
在另一具体实施例中，还可以以第二中继站为中心向外辐射设置第三中继站，以第三中继站为中心向外辐射设有第四中继站等，以进一步增加差分信号的传输范围。
如图2所示，一种增大差分无人机集群稳定飞行的方法，基于如图1所示的差分信号发射装置，包括以下步骤：
S10无人机集群3接收基站差分信号并检测基站差分信号强弱；
S20无人机集群3判断基站差分信号强弱等级是否大于预设值；
S21若基站差分信号强弱等级大于预设值，则无人机集群3接收差分基站1发射的基站差分信号；
S22若基站差分信号强弱等级小于预设值，则无人机集群3切换接收通道，接收由第一中继站2发射的第一差分信号。当无人机集群3距离差分基站1较近时，基站差分信号强弱等级大于预设值，接收由差分基站1传输的基站差分信号，当无人机集群3飞向远处，基站差分信息的信号变弱，基站差分信号强弱等级小于预设值，无人机集群3则切换通道，接收由第一中继站2传输的第一差分信息。这样一来，即使无人机集群3远离了差分基站1也可以接收有效的差分信号，进一步增加了差分信号的传输范围，同时也能达到速度位置精度较高的固定解，以实现集群飞行整齐一致。该方法解决了差分无人机集群3的飞行范围受制于地面到飞机端通讯手段的通讯距离、差分飞机表演区域不适合架设差分基站1等限制。
具体地，如图1所示，无人机集群3检测基站差分信号强弱与无人机集群3跟差分基站1的距离成正比。
具体地，如图1所示，无人机集群3同时接收基站差分信号或第一差分信号和卫星信号以进行无人机差分集群飞行。
在另一具体实施例中，还可以通过增加更多中继站的方式，进一步增加差分信号的传输范围。
具体地，如图1所示，无人机需要同时接收到卫星信号和差分信号才能够进入差分模式，进行差分集群飞行，卫星信号通过卫星天线接收GPS、北斗等导航***的定位信息，再利用差分基站1所发送的差分信号计算出位置速度的固定解，整个过程必须是实时同步的，两类信息的中间延迟应当越小越好。当无人机集群3距离差分基站1较近时，可以接收到差分基站1传输的基站差分信号，当无人机集群3飞向远处，基站差分信息的信号变弱，当无人机的软件处理通道发现有效的基站差分信号减少时，则切换通道，接收由从第一中继站2传输的第一差分信息。这样一来，即使无人机集群3远离了差分基站1也可以接收有效的差分信号，达到速度位置精度较高的固定解。
与现有技术相比，本发明提供的一种差分信号发射装置及增大差分无人机集群稳定飞行的方法，增大差分无人机集群稳定飞行的方法实现即使无人机集群远离了差分基站也可以接收有效的差分信号，进一步增加了差分信号的传输范围，同时也能达到速度位置精度较高的固定解，以实现集群飞行整齐一致。该方法解决了差分无人机集群的飞行范围受制于地面到飞机端通讯手段的通讯距离、差分飞机表演区域不适合架设差分基站等限制。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (6)
1.一种差分信号发射装置，其特征在于，包括：差分基站，以所述差分基站为中心向外辐射设有第一中继站，所述差分基站用于向无人机集群发射基站差分信号，所述第一中继站用于接收差分基站发射的基站差分信号并向无人机集群发射第一差分信号。
2.根据权利要求1所述的差分信号发射装置，其特征在于，所述第一中继站与所述差分基站的距离为100m～200m。
3.根据权利要求1所述的差分信号发射装置，其特征在于，以所述第一中继站为中心向外辐射设有第二中继站，所述第二中继站用于接收第一中继站发射的第一差分信号并向无人机集群发射第二差分信号。
4.一种增大差分无人机集群稳定飞行的方法，基于权利要求1-3任意一项所述的差分信号发射装置，其特征在于，包括以下步骤：
无人机集群接收基站差分信号并检测基站差分信号强弱；
无人机集群判断基站差分信号强弱等级是否大于预设值；
若基站差分信号强弱等级大于预设值，则无人机集群接收差分基站发射的基站差分信号；
若基站差分信号强弱等级小于预设值，则无人机集群切换接收通道，接收由第一中继站发射的第一差分信号。
5.根据权利要求4所述的增大差分无人机集群稳定飞行的方法，其特征在于，所述无人机集群检测基站差分信号强弱与无人机集群跟差分基站的距离成正比。
6.根据权利要求4所述的增大差分无人机集群稳定飞行的方法，其特征在于，所述无人机集群同时接收基站差分信号或第一差分信号和卫星信号以进行无人机差分集群飞行。
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