CN114374894B - 一种提高无人机飞行校验数据完整性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于飞行校验技术领域，提出了一种提高无人机飞行校验数据完整性的方法，通过机载校验设备缓存模块临时存储飞行校验数据，并且实时监听地面校验设备是否发送请求数据指令，根据指令参数，把请求的校验数据重新传输至地面校验设备，地面校验设备依据最新接收的两组校验数据中的UTC时间参数值，通过检查模块和补偿模块来判断是否存在由于受到数据链影响而未能接收的校验数据。本发明解决了由于无人机数据链受到干扰，不能正常传输校验数据，而导致校验数据不完整，不能真实反映地面导航设备信号质量的问题，提高了无人机飞行校验的数据完整性，从而提高飞行校验的准确率。

Description

一种提高无人机飞行校验数据完整性的方法
技术领域
本发明涉及飞行校验技术领域，特别是涉及到一种提高无人机飞行校验数据完整性的方法。
背景技术
在山地、沙漠、高寒等人烟稀少、交通不便的地区开展石油勘探和开发工作比较困难，消耗的人、财、物等资源较多。利用直升机或小型固定翼飞机进行石油勘探和开发，可以节省大量资源，目前利用直升机或小型固定翼飞机进行石油勘探和开发，已步入快速发展阶段，发展前景可观。但是，在这些区域，自然条件比较恶劣，为了保障飞机能够正常巡航或安全着陆，必须保证地面导航设备发射的导航信号能够正常引导飞机飞行或着陆，保障飞行安全。
为保证飞行安全，一般会通过飞行校验工作来检查和评估地面导航、雷达、通信等设备的信号质量。在执行飞行校验过程中，不仅要求校验数据具有实时性，而且必须具有完整性。在校验过程中，如果采集的导航信号不完整，则校验结果不能客观的反映地面导航设备的信号质量，无法满足飞行校验的标准。
在利用无人机进行飞行校验过程中，校验设备需要借助无人机数据链实现校验数据的传输，机载校验设备把采集的校验数据利用无人机数据链实时传输到地面校验设备，然后，地面工作人员通过操作地面校验设备，执行飞行校验工作。
但是无人机数据链在受到周边环境干扰后，可能会造成无人机与地面***传输信号中断，只有等到干扰消除后，才能恢复传输信号。在数据链中断的时间段内，由于机载校验设备无法把校验数据传输到地面，导致地面的校验数据不完整，未能接收全部的导航信号，从而影响校验结果。
发明内容
为实现上述目的，本发明提出一种提高无人机飞行校验数据完整性的方法，通过机载校验设备缓存模块临时存储飞行校验数据，并且实时监听地面校验设备是否发送请求数据指令，根据指令参数，把请求的校验数据重新传输至地面校验设备。地面校验设备依据最新接收的两组校验数据中的UTC时间参数值，通过检查模块和补偿模块来判断是否存在由于受到数据链影响而未能接收的校验数据，若存在，则向机载校验设备请求未接收的校验数据，待地面校验设备接收到请求数据后，进行补偿处理，重新计算各项数据，并且重新绘制显示界面。
该发明解决了无人机数据链由于受到环境干扰，导致通信中断，从而地面校验设备接收的校验数据不完整，不能真实反映地面导航设备发射信号的质量，从而导致飞行校验准确率比较低的问题。
本发明的一种提高无人机飞行校验数据完整性的方法原理如下：
通过安装在无人机上的机载校验设备，实时采集仪表着陆***、测距仪、甚高频全向信标、无方向性信标等地面导航设备发射的导航信号，然后对导航信号进行处理后组成一帧校验数据，最后把校验数据利用无人机数据链传输至地面校验设备。机载校验设备以固定周期采集导航信号，不受机载校验设备和地面校验设备之间数据传输的影响。
机载校验设备主要分为以下模块：
采集模块，实时地面导航设备发射的导航信号。
处理模块，加工处理采集的导航信号，通过对采集的信号进行时间同步、格式转换等处理后，组成一帧校验数据。每一帧校验数据包含：GPS数据、各个科目飞行校验数据、标志位。其中，GPS数据包含UTC（世界协调时间）时间，标志位代表该数据是否正常传输，若校验数据能够正常传输至地面校验设备，则该标志位值为0；若由于受到数据链中断、环境干扰等影响，校验数据无法传输至地面校验设备，而是通过地面校验设备请求而再次发送，则该标志位值为1。
下发模块，通过调用无人机数据链接口，把每一帧校验数据传输至地面校验设备。
缓存模块，用于缓存加工处理后的飞行校验数据，并且实时监听地面校验设备是否发送请求指令，若接收到请求指令，则根据指令中的筛选条件，在缓存数据中选择校验数据，把符合条件的每一帧校验数据的最后一位标志位赋值为1，并通过下发模块传输至地面校验设备。
无人机数据链主要负责无人机和地面***的通信，在飞行校验过程中，还承担着机载校验设备和地面校验设备之间的数据传输，无人机数据链下行传输校验数据，上行传输地面校验设备请求校验数据的指令。
地面校验设备利用无人机数据链实时接收机载校验设备下发的校验数据，并对校验数据进行计算、界面显示等，是地面工作人员进行飞行校验的主要工具。地面校验设备主要分为以下模块：
接收模块，通过调用无人机数据链接口，实时接收机载校验设备传输的每一帧校验数据。
计算模块，根据不同的飞行校验科目及校验标准，对相应的参数进行计算和统计。
显示模块，通过计算模块，把计算结果以数据值、曲线等形式实显示。
检查模块，接收模块接收到校验数据后，判断相邻两帧校验数据中的UTC时间的间隔是否大于固定周期，若时间间隔大于固定周期，则通过无人机数据链，向机载校验设备发送请求数据指令，请求这两帧UTC时间间隔内的数据。
补偿模块，首先对接收模块接收的每一帧校验数据进行判断，判断最后一位标志位是否为1，若为1，则首先把该数据补充至校验数据集中，然后在计算模块，重新计算各参数；在显示模块，重新绘制曲线，更新数据值。
本发明的优点在于解决了由于无人机数据链受到干扰，不能正常传输校验数据，而导致校验数据不完整，不能真实反映地面导航设备信号质量的问题，提高了无人机飞行校验的数据完整性，从而提高飞行校验的准确率。
本发明提出的方法在与无人机交联时，只需要调用无人机数据链接口，不依赖无人机数据链的其它技术，具有比较强的适应性。本发明提出的方法在采用不同数据链技术的无人机飞行校验***中均能使用，提高校验数据的完整性。
附图说明
图1为一种提高无人机飞行校验数据完整性的方法原理图。
图2为一种提高无人机飞行校验数据完整性的方法示意图。
具体实施方式
为使本发明的所述目的、特征和优点能更明显易懂，下文列出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。
一种提高无人机飞行校验数据完整性的方法，通过机载校验设备缓存模块临时存储飞行校验数据，并且实时监听地面校验设备是否发送请求数据指令，根据指令参数，把请求的校验数据重新传输至地面校验设备。地面校验设备依据最新接收的两组校验数据中的UTC时间参数值，通过检查模块和补偿模块来判断是否存在由于受到数据链影响而未能接收的校验数据，若存在，则向机载校验设备请求未接收的校验数据，待地面校验设备接收到请求数据后，进行补偿处理，重新计算各项数据，并且重新绘制显示界面。
所述机载校验设备安装在无人机上，能够实时采集仪表着陆***、测距仪、甚高频全向信标、无方向性信标等地面导航设备发射的导航信号，然后对导航信号进行处理后组成一帧校验数据，最后把校验数据利用无人机数据链传输至地面校验设备。机载校验设备以固定周期采集导航信号，不受机载校验设备和地面校验设备之间数据传输的影响。
机载校验设备主要分为以下模块：
采集模块，实时地面导航设备发射的导航信号。
处理模块，加工处理采集的导航信号，通过对采集的信号进行时间同步、格式转换等处理后，组成一帧校验数据。每一帧校验数据包含：GPS数据、各个科目飞行校验数据、标志位。其中，GPS数据包含UTC时间，标志位代表该数据是否正常传输，若校验数据能够正常传输至地面校验设备，则该标志位值为0；若由于受到数据链中断、环境干扰等影响，校验数据无法传输至地面校验设备，而是通过地面校验设备请求而再次发送，则该标志位值为1。
缓存模块，用于缓存加工处理后的飞行校验数据，并且实时监听地面校验设备是否发送请求指令，若接收到请求指令，则根据指令中的筛选条件，在缓存数据中选择校验数据，把符合条件的每一帧校验数据的最后一位标志位赋值为1，并通过下发模块传输至地面校验设备。
下发模块，通过调用无人机数据链接口，把每一帧校验数据传输至地面校验设备。
无人机数据链主要负责无人机和地面***的通信，在飞行校验过程中，还承担着机载校验设备和地面校验设备之间的数据传输，无人机数据链下行传输校验数据，上行传输地面校验设备请求校验数据的指令。
地面校验设备利用无人机数据链实时接收机载校验设备下发的校验数据，并对校验数据进行计算、界面显示等，是地面工作人员进行飞行校验的主要工具。地面校验设备主要分为以下模块：
接收模块，通过调用无人机数据链接口，实时接收机载校验设备传输的每一帧校验数据。
计算模块，根据不同的飞行校验科目及校验标准，对相应的参数进行计算和统计。
显示模块，通过计算模块，把计算结果以数据值、曲线等形式实显示。
检查模块，接收模块接收到校验数据后，判断相邻两帧校验数据中的UTC时间的间隔是否大于固定周期，若时间间隔大于固定周期，则通过无人机数据链，向机载校验设备发送请求数据指令，请求这两帧UTC时间间隔内的数据。
补偿模块，首先对接收模块接收的每一帧校验数据进行判断，判断最后一位标志位是否为1，若为1，则首先把该数据补充至校验数据集中，然后在计算模块，重新计算各参数；在显示模块，重新绘制曲线，更新数据值。
一种提高无人机飞行校验数据完整性的方法，具体包括以下步骤：
步骤1：实时采集导航信号，机载校验设备安装在无人机上，可以实时采集仪表着陆***、测距仪、甚高频全向信标、无方向性信标等地面导航设备发射的导航信号。机载校验设备以固定周期采集导航信号，采集频率不受机载校验设备和地面校验设备之间数据传输的影响；
步骤2：处理信号，对采集的导航信号进行处理，包括时间同步、格式转换等计算，对已处理的信号组成一帧校验数据。每一帧校验数据包含：GPS数据、每一项飞行校验科目数据、标志位。其中，GPS数据包含UTC时间，标志位代表该数据是否正常传输，若校验数据能够正常传输至地面校验设备，则该标志位值为0；若由于受到数据链中断、环境干扰等影响，校验数据无法传输至地面校验设备，而是通过地面校验设备请求而再次发送，则该标志位值为1；
步骤3：缓存校验数据，在缓存区存储经过加工处理后的飞行校验数据；
步骤4：传输校验数据，机载校验设备通过调用无人机数据链接口，把已处理的校验数据下传至地面校验设备；
步骤5：接收校验数据，地面校验设备通过调用无人机数据链接口，实时接收机载校验设备下发的校验数据；
步骤6：检查校验数据，地面校验设备判断相邻两帧校验数据的UTC时间的间隔是否大于固定周期，若两帧校验数据的UTC时间间隔大于固定周期，则需要向机载校验设备请求未接收的数据；
步骤7：发送请求指令，地面校验设备调用无人机数据链接口，向机载校验设备发送请求数据指令，请求两帧校验数据UTC时间间隔内的数据；
步骤8：上行传输请求指令，无人机数据链把地面校验设备的请求指令上行传输至机载校验设备；
步骤9：接收请求指令，机载校验设备实时监听地面校验设备是否发送请求指令；
步骤10：筛选缓存数据，机载校验设备接收到请求指令后，在缓存数据中选择UTC时间在两帧校验数据的UTC时间间隔内的数据，并把符合条件的每一帧校验数据的最后一位标志位赋值为1，通过下发模块传输至地面校验设备；
步骤11：数据补偿，地面校验设备在接收到一帧校验数据后，首先判断这帧校验数据的最后一位标志位是否为1，若为1，则首先把该数据补充至校验数据集中，然后重新计算各参数，并在显示界面重新绘制曲线，更新数据值；
步骤12：数据计算，根据不同的飞行校验科目和校验标准，对不同的参数进行计算和统计；
步骤13：数据显示，通过计算模块，把计算结果以数据值、曲线等形式实时显示，地面校验人员以此为标准，进行飞行校验工作。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (3)

1.一种提高无人机飞行校验数据完整性的方法，通过机载校验设备临时存储飞行校验数据，并且实时监听地面校验设备是否发送请求数据指令，根据指令参数，把请求的校验数据重新传输至地面校验设备；地面校验设备依据最新接收的两组校验数据中的UTC时间参数值判断是否存在由于受到数据链影响而未能接收的校验数据，若存在则向机载校验设备请求未接收的校验数据，待地面校验设备接收到请求的数据后，进行补偿处理，重新计算各项数据，并且重新绘制显示界面；具体包括以下步骤：
步骤1：实时采集导航信号，机载校验设备安装在无人机上，可以实时采集仪表着陆***、测距仪、甚高频全向信标、无方向性信标地面导航设备发射的导航信号；机载校验设备以固定周期采集导航信号，采集频率不受机载校验设备和地面校验设备之间数据传输的影响；
步骤2：处理信号，对采集的导航信号进行处理，包括时间同步、格式转换计算，对已处理的信号组成一帧校验数据；每一帧校验数据包含：GPS数据、每一项飞行校验科目数据、标志位；GPS数据包含UTC时间，标志位代表该数据是否正常传输，若校验数据能够正常传输至地面校验设备，则该标志位值为0；若由于受到数据链中断、环境干扰影响，校验数据无法传输至地面校验设备，而是通过地面校验设备请求而再次发送，则该标志位值为1；
步骤3：缓存校验数据，在缓存区存储经过加工处理后的飞行校验数据；
步骤4：传输校验数据，机载校验设备通过调用无人机数据链接口，把已处理的校验数据下传至地面校验设备；
步骤5：接收校验数据，地面校验设备通过调用无人机数据链接口，实时接收机载校验设备下发的校验数据；
步骤6：检查校验数据，地面校验设备判断相邻两帧校验数据的UTC时间的间隔是否大于固定周期，若两帧校验数据的UTC时间间隔大于固定周期，则需要向机载校验设备请求未接收的数据；
步骤7：发送请求指令，地面校验设备调用无人机数据链接口，向机载校验设备发送请求数据指令，请求两帧校验数据UTC时间间隔内的数据；
步骤8：上行传输请求指令，无人机数据链把地面校验设备的请求指令上行传输至机载校验设备；
步骤9：接收请求指令，机载校验设备实时监听地面校验设备是否发送请求指令；
步骤10：筛选缓存数据，机载校验设备接收到请求指令后，在缓存数据中选择UTC时间在两帧校验数据的UTC时间间隔内的数据，并把符合条件的每一帧校验数据的最后一位标志位赋值为1，通过下发模块传输至地面校验设备；
步骤11：数据补偿，地面校验设备在接收到一帧校验数据后，首先判断这帧校验数据的最后一位标志位是否为1，若为1，则首先把该数据补充至校验数据集中，然后重新计算各参数，并在显示界面重新绘制曲线，更新数据值；
步骤12：数据计算，根据不同的飞行校验科目和校验标准，对不同的参数进行计算和统计；
步骤13：数据显示，通过计算模块，把计算结果以数据值、曲线形式实时显示，地面校验人员以此为标准，进行飞行校验工作。
2.根据权利要求1所述的一种提高无人机飞行校验数据完整性的方法，其特征在于：所述机载校验设备包括采集模块、处理模块、缓存模块、下发模块；采集模块采集导航信号，处理模块对导航信号进行处理后组成一帧校验数据，缓存模块用于缓存加工处理后的飞行校验数据，并且实时监听地面校验设备是否发送请求指令，下发模块通过无人机数据链把校验数据传输至地面校验设备。
3.根据权利要求1所述的一种提高无人机飞行校验数据完整性的方法，其特征在于：所述地面校验设备包括接收模块、计算模块、显示模块、检查模块、补偿模块；接收模块实时接收校验数据；计算模块根据不同的飞行校验科目及校验标准，对相应的参数进行计算和统计；显示模块通过计算模块，把计算结果以数据值、曲线形式实时显示；检查模块用于根据相邻两帧校验数据中的UTC时间的间隔判断是否存在未能接收的校验数据；补偿模块用于对未能接收的校验数据进行补偿处理，并重新计算各项数据绘制显示界面。
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