CN212211399U - 一种基于高通量卫星的直升机空、地一体化通信平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于高通量卫星的直升机空、地一体化通信平台。包括相互连接的卫星通信设备、空中信息采集设备、自组网微波电台、多网络通信设备。卫星通信设备采用高通量卫星通讯天线及突发模式的调制解调器实现平台信息与应急指挥中心的音视频传输；空中信息采集设备采用光学吊舱来实现信息采集，光学吊舱包括可见光摄像机、红外光摄像机和激光测距仪；自组网微波电台采用单兵背负设备或车载设备实现地面影像采集；多网络通信设备用于模拟或数字化通信工具与各类电台之间的语音和视频的传输和管理。光学吊舱固定于直升机机身的前下方，其控制单元内置于机舱内进行功能控制。本新型优点是集成度高、机动灵活、互联互通无障碍、传输带宽高。

Description

一种基于高通量卫星的直升机空、地一体化通信平台

技术领域

本实用新型属于通信领域，具体涉及一种基于高通量卫星的直升机空、地一体化通信平台。

背景技术

目前，直升机作为一种方便快捷的航空器，已在国内多个领域得到广泛应用。特别是在突发自然灾害、大型公共活动巡查以及其他应急事件处置过程中，直升机通信平台可以构建一个空、地通信枢纽，从而保障复杂环境下各参战单元之间的音视频沟通，有效提升应急处置能力。

但是现有直升机的通信平台存在联接、互通性差，空中、地面信息采集、传输效率低，沟通不顺畅，导致延误抢救时机、救援不及时等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决上述问题，提供一种采用高通量卫星链路，不依赖地面通讯网络，传输带宽高、集成度高、互联互通无障碍，能够作为各类应急事件的基于高通量卫星的直升机空、地一体化通信平台。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于高通量卫星的直升机空、地一体化通信平台，包括相互连接的卫星通信设备、空中信息采集设备、自组网微波电台、多网络通信设备，所述卫星通信设备采用高通量卫星通讯天线及突发模式的调制解调器实现平台信息与应急指挥中心的音视频传输；所述空中信息采集设备采用光学吊舱来实现信息采集，所述光学吊舱包括可见光摄像机、红外光摄像机和激光测距仪；所述自组网微波电台采用单兵背负设备或车载设备实现地面影像采集；所述多网络通信设备用于模拟或数字化通信工具与各类电台之间的语音和视频的传输和管理。

进一步的，所述光学吊舱固定于直升机机身的前下方，其控制单元内置于机舱内，以实现光学吊舱的焦距调节和转动等功能控制。

进一步的，所述多网络通信设备安装于直升机货舱内，并通过专用电缆与机舱内控制单元相连，实现多网络通信控制和管理。

进一步的，所述自组网微波电台及相关设备安装于直升机货舱内，其超短波天线安装于机腹下方。

进一步的，所述可见光摄像机用于采集可见光条件下的影像信息；所述红外光摄像机主要采集由于温度色差形成的影像，用于夜间影像的识别；所述激光测距仪主要用于目标点距离测量和坐标测量。

进一步的，所述卫星通讯天线设于机舱顶部，其通过卫星链路连接指挥中心，并进行地面和直升机通信平台的视频和语音双向传输。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过对现阶段各类先进通讯技术的有效集成，实现了直升机与地面指挥中心、直升机空中机群之间以及地面抢险救灾各单元之间的双向视频和语音的实时沟通。为各类应急救援、抢险救灾以及大型公众活动，提供了一个现代化的空、地一体化通信平台。本实用新型采用高通量卫星实现音视频传输，有效解决了机载天线体积过大无法在轻型直升机上安装的问题。能够作为各类应急事件处置的空地一体化的通信指挥平台，可以实现空中与地面视频采集、目标位置坐标确定，视频和语音双向传输，多网络通信，直升机通信平台与地面各业务单位的之间的双向拨号通话，快速构建前线指挥所，各点坐标信息共享等功能，可作为相关应急处置决策的重要依据。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的设备连接示意图；

图2为本实用新型的运行原理示意图；

图3为本实用新型的设备安装示意图；

图4为本实用新型的光学吊舱结构示意图；

图中：1-卫星通讯天线，2-直升机，3-超短波天线，4-控制单元，5-光学吊舱，51-可见光摄像机，52-红外光摄像机，53-激光测距仪。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案并能予以实施，下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明，但所举实施例只作为对本实用新型的说明，不作为对本实用新型的限定。

如图1-4所示，本实用新型通过将卫星通信、微波通信和多网络通信技术结合，为各类应急事件的处理构建一种以直升机2为载体的空、地一体化通信平台。从而解决平台与指挥中心、平台与地面多种救援单位(个人)之间的互联互通问题。

本通信平台包括相互连接的卫星通信设备、空中信息采集设备、自组网微波电台、多网络通信设备；其中，所述卫星通信设备采用高通量卫星通讯天线1及突发模式的调制解调器解决直升机2旋翼干扰问题，高通量卫星通讯天线1的直径是原有天线直径的50％，高效实现平台信息与应急指挥中心的音视频传输；所述空中信息采集设备采用机腹下安装的多功能光学吊舱5来实现信息采集，所述光学吊舱5包括可见光摄像机51、红外光摄像机52和激光测距仪53；所述可见光摄像机51用于采集可见光条件下的影像信息；所述红外光摄像机52主要采集由于温度色差形成的影像，用于夜间影像的采集；所述激光测距仪53主要用于目标点距离测量和坐标测量。

所述自组网微波电台采用单兵背负设备或车载设备实现地面影像采集，并实现与直升机2平台以及地面各单元之间的音视频传输；所述多网络通信设备用于解决模拟或数字化通信工具(手机、对讲机)与各类电台之间的语音和视频的传输和管理问题。

为实现卫星通信，优选的技术方案是：将卫星通讯天线1安装在直升机2前顶部，以规避机身对卫星通信的遮挡。馈线从卫星通讯天线1引入机舱与控制单元4(计算机)连接形成通信控制。

多功能光学吊舱5的安装，考虑到对地面观测的需要，优化的方案是将其固定于直升机2机身的前下方；光学吊舱5的控制单元4内置于机舱内，以实现光学吊舱5的焦距调节和转动等功能控制。

为节省直升机2客舱空间，自组网微波电台及相关设备安装于直升机2货舱(工具仓)内。为克服信号遮挡，电台的超短波天线3安装于机腹下方，保持与地面电台的无障碍沟通并实现平台的微波中继功能。

多网络通信设备安装于飞机货舱(工具仓)内，并通过专用电缆与机舱内控制单元4(计算机)相连，实现多网络通信控制和管理。实现短波电台、超短波电台、数字或模拟集群、对讲机***、IP网络、PSTN网络之间的无障碍互联互通。

本实用新型通过卫星通信技术、多网络通信技术和自组网电台传输技术的有效集成，构建了直升机2通信平台的核心功能。其具体包括：

功能一：空中与地面视频采集、目标位置坐标确定。通过机载光学吊舱5完成可见光、红外光的影像采集和目标位置坐标确定。实现空中场景拍摄、激光测距、坐标锁定、目标跟踪和红外图像的热源分析；通过地面自组网微波电台，完成各点视频采集。实现地面单兵(各救援队)、车载以及临时指挥所的视频图像汇总和坐标位置锁定。

功能二：视频和语音双向传输。

A、地面各点视频、图片传输给通信平台，并通过卫星通讯天线1经卫星链路上传指挥中心。

B、通信平台将合成后的各地面视频、空中视频/图片回传至前线指挥所，方便前线指挥所掌握目标环境情况。

C、指挥中心、直升机2通信平台观察员、地面各单元点以及空中机群之间，可进行双向语音沟通。

功能三：多网络通信。在重大活动现场，参与人员众多、所持通信设备种类不同的情况下，多网络通信技术和卫通设备结合，可快速构建跨网络通信平台。实现短波电台、超短波电台、数字或模拟集群、对讲机***、IP网络、PSTN网络之间的无障碍互联互通，构建现场通信平台。同时，通过远程接入，可向后方指挥中心负责人及时汇报现场情况，并接受中心的指挥命令。

功能四：直升机2通信平台与地面各业务单位之间的双向拨号通话(固定电话、移动电话)。该功能将直升机2通信平台的效用，进一步扩展至活动现场以外，实现了通信平台与社会相关机构的实时沟通，有利于各类资源的协同调度和及时响应，最大限度的发挥了通信平台的集中协调指挥功能。

功能五：快速构建前线指挥所(车载或野外环境)。为了对一些大型突发事件进行及时有效处置，往往需要在目标区域附近建立一个前线(临时)指挥所，以便协同调度地面队伍进行积极应对。直升机2通信平台不但支持地面各点的通信联络，并且可以将空中采集的视频图像回传至前线指挥所(地面自组网微波电台)。前线指挥员可以在全面掌握空中宏观场景的情况下，结合地面汇集的图像和音频资料，准确把握客观形势，及时做出客观决策。

功能六：各点坐标信息共享。空中采集的目标场景和地面采集的目标场景(自组网微波电台位置)，均可以实时回传坐标位置(GPS或北斗)信息，把这些信息与相关地图进行叠加，准确反映地面各电台(队伍)的活动轨迹，可作为相关应急处置决策的重要依据。

本实用新型的保护点和关键点在于：

1、卫星通信方式同微波通信方式在直升机2平台上的结合应用，实现了空地一体化音视频互联互通；

2、多网络通信设备用于直升机2通信平台，实现了多种通信工具的互联互通和协调管理；

3、卫星通信设备采用高通量卫星通讯天线1，卫星通讯天线1惯导姿态信息和光学吊舱5激光测距功能相结合，形成激光定位(经纬高)功能，用于锁定目标的经度、纬度和高度，可作为应急处置决策的重要依据。

4、卫星通讯天线1和微波电台的超短波天线3在直升机2上的安装位置，其作用在于保证通讯链路的畅通及避免天线发射对人体的辐射。

本实用新型中未做详细描述的内容均为现有技术。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于高通量卫星的直升机空、地一体化通信平台，其特征在于，包括相互连接的卫星通信设备、空中信息采集设备、自组网微波电台、多网络通信设备，所述卫星通信设备采用高通量卫星通讯天线(1)及突发模式的调制解调器实现平台信息与应急指挥中心的音视频传输；所述空中信息采集设备采用光学吊舱(5)来实现信息采集，所述光学吊舱(5)包括可见光摄像机(51)、红外光摄像机(52)和激光测距仪(53)；所述自组网微波电台采用单兵背负设备或车载设备实现地面影像采集；所述多网络通信设备用于模拟或数字化通信工具与各类电台之间的语音和视频的传输和管理。

2.根据权利要求1所述的一种基于高通量卫星的直升机空、地一体化通信平台，其特征在于，所述光学吊舱(5)固定于直升机(2)机身的前下方，其控制单元(4)内置于机舱内，以实现光学吊舱(5)的焦距调节和转动控制。

3.根据权利要求1所述的一种基于高通量卫星的直升机空、地一体化通信平台，其特征在于，所述多网络通信设备安装于直升机(2)货舱内，并通过专用电缆与机舱内控制单元(4)相连，实现多网络通信控制和管理。

4.根据权利要求1所述的一种基于高通量卫星的直升机空、地一体化通信平台，其特征在于，所述自组网微波电台及相关设备安装于直升机(2)货舱内，其超短波天线(3)安装于机腹下方。

5.根据权利要求1所述的一种基于高通量卫星的直升机空、地一体化通信平台，其特征在于，所述可见光摄像机(51)用于采集可见光条件下的影像信息；所述红外光摄像机(52)主要采集由于温度色差形成的影像，用于夜间影像的识别；所述激光测距仪(53)主要用于目标点距离测量和坐标测量。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种基于高通量卫星的直升机空、地一体化通信平台，其特征在于，所述卫星通讯天线(1)设于机舱顶部，通过卫星链路连接指挥中心，并进行地面和直升机(2)通信平台的视频和语音双向传输。

Images