TR202002499A2 - İnsansiz hava araçlari i̇çi̇n kalkiş, seyrüsefer ve i̇ni̇ş destek si̇stemi̇ - Google Patents

İnsansiz hava araçlari i̇çi̇n kalkiş, seyrüsefer ve i̇ni̇ş destek si̇stemi̇

Info

Publication number
TR202002499A2
TR202002499A2 TR2020/02499A TR202002499A TR202002499A2 TR 202002499 A2 TR202002499 A2 TR 202002499A2 TR 2020/02499 A TR2020/02499 A TR 2020/02499A TR 202002499 A TR202002499 A TR 202002499A TR 202002499 A2 TR202002499 A2 TR 202002499A2
Authority
TR
Turkey
Prior art keywords
unmanned aerial
aerial vehicle
theodolite
processor
distance
Prior art date
Application number
TR2020/02499A
Other languages
English (en)
Inventor
Levent Güner Dr
Original Assignee
Aselsan Elektronik Sanayi Ve Tic A S
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aselsan Elektronik Sanayi Ve Tic A S filed Critical Aselsan Elektronik Sanayi Ve Tic A S
Priority to TR2020/02499A priority Critical patent/TR202002499A2/tr
Priority to FR2101579A priority patent/FR3107361B1/fr
Priority to ES202130135A priority patent/ES2849625B2/es
Publication of TR202002499A2 publication Critical patent/TR202002499A2/tr

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/0094—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots involving pointing a payload, e.g. camera, weapon, sensor, towards a fixed or moving target
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/20—Instruments for performing navigational calculations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • B64C39/024—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use of the remote controlled vehicle type, i.e. RPV
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00—Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00—Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
    • G01C15/002—Active optical surveying means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/005—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 with correlation of navigation data from several sources, e.g. map or contour matching
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/10—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
    • G01C21/12—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
    • G01C21/16—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation
    • G01C21/165—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation combined with non-inertial navigation instruments
    • G01C21/1652—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation combined with non-inertial navigation instruments with ranging devices, e.g. LIDAR or RADAR
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • G01S19/48—Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system
    • G01S19/49—Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system whereby the further system is an inertial position system, e.g. loosely-coupled
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • G01S19/51—Relative positioning
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
    • G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
    • G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft
    • G05D1/102—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft specially adapted for vertical take-off of aircraft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2201/00—UAVs characterised by their flight controls
    • B64U2201/20—Remote controls

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Navigation (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

Buluş, GNSS sinyallerinin karıştırıldığı/olmadığı ortamlarda, insansız hava araçlarının (1) kalkış, seyrüsefer ve iniş aşamalarında kullanılabilecek bir konum bulma destek sistemi ile ilgilidir. Bunun için insansız hava aracına (1), 360 derece retro-reflektif yansıma yapabilen, birbirine 45 derecelik açıyla sabitlenmiş prizmalar (2) yerleştirilmektedir. Yer ölçme sisteminin (3) bir parçası olan teodolit (7), insansız hava aracı (1) üzerindeki prizmalara (2) optik olarak nişan alarak insansız hava aracını (1) takip eder ve anlık olarak insansız hava aracıyla (1) arasındaki mesafeyi ölçerek bakış hattının kendi eksenine göre yan ve yükseliş açıları ile birlikte işlemciye gönderir. İşlemci de teodolit (7) ve ataletsel navigasyon sisteminden (8) gelen verileri kullanarak insansız hava aracının (1) mutlak konumunu hesaplar. Hesaplanan konum bilgisi ise yer ölçme sistemi (3) tarafından anlık olarak insansız hava aracına (1) gönderilir.

Description

TARIFNAME INSANSIZ HAVA ARAÇLARI için KALKIS, SEYRUSEFER VE INIS DESTEK Teknik Alan Bulus GNSS sinyallerinin karistirildigi/olmadigi ortamlarda, kalkis, seyrüsefer ve inis asamalarinda kullanilabilecek bir konum bulma destek sistemi ile ilgilidir.
Teknigin Bilinen Durumu Küçük sinif IHA sistemleri bünyelerinde barindirdiklari ataletsel seyrüsefer algilayicilarinin düsük hassasiyetinden ötürü GNSS=e (Global Navigation Satellite System / Küresel Konumlama Sistemi) bagimli seyrüsefer mimarilerine sahiptir. GNSS sinyalleri karistirildiginda bu tip sistemler kalkis yapamamaktadirlar. Uçus halindeki sistemler de seyrüsefer hassasiyetlerini kaybetmekte veya düsmektedirler.
Kullanilan ataletsel algilayicilarin hassasiyetlerinin arttirilmasi hava araci basina birim maliyetleri arttirmakta ve sistemin pahalilasmasi da kirim durumunda katlanilacak maliyetlerin artmasina sebep olmaktadir. Çesitli sensbrler ve yöntemler ile bu tip yavas uçan sistemlerin seyrüsefer hassasiyetlerini arttirmaya yönelik çalismalar mevcuttur.
Görüntü tabanli sistemler ve yükseklik verisinden faydalanan konum destek sistemleri mevcut olmakla birlikte arzu edilen konum hassasiyetini GNSS sistemlerinin karistirildigi uzun süreler boyunca koruyabilen küçük sinif IHA sistemleri bulunmamaktadir.
Hassas inis için görüntü tabanli, örüntü tanima sistemleri mevcuttur. Ancak bu sistemlerin dikey menzilleri kisadir. 3D stereo kameralar vb. sistemler ucusun son 10- metresi içinde hassas olarak çalisabilmektedir.
GNSS sinyalleri karistirildiginda hava aracinda konum bilgisi olmadigindan kalkis yapilamamakta ya da riskli olarak yapilmaktadir. Bazi sistemlerde lazer altimetre bulunmadigindan irtifa bilgisi barometrik altimetre ve GNSS harmani ile tespit edilmektedir. Böyle bir sistemde GNSS karistirildiginda hava aracinin yerden yükseklik bilgisi de güvenilmez olabilmektedir.
Link sistemlerinin bazilari, RF takip yapabilen ve konik tarama paternlerine sahip yönlü anten sistemleri olmakla birlikte genellikle anten ve hava araci GNSS konumundan faydalanarak hava aracina bakmaktadir. GNSS sinyali kesildiginde yer istasyonu koordinatlari daha önceden bilinen koordinatlar oldugu için mevcut olsa da hava araci koordinatlari kisa süre içinde geçersiz olmakta ve yer anten grubunun hava aracini takip yetenegi azalmakta veya takipten düsmektedir.
Teknigin bilinen durumunda, küçük sinif IHA sistemlerinde GNSS sinyallerinin karistirildigi/olmadigi ortamlarda seyrüsefer yapabilmek için birçok çözüm sunulmustur: . Arazi destekli seyrüsefer sistemleri radar altimetre verisine ihtiyaç duymakta ancak radar altimetreler boyutlari ve maliyetleri nedeniyle küçük çok rotorlu sistemlerde kullanilamamaktadir. o Lazer altimetre sistemleri her zaman güvenilir irtifa verisi saglayamamaktadir.
. Görüntü temelli sistemler daha önceden hava aracina ya da yer kontrol istasyonuna yüklenmis konum bilgisi islenmis arazi fotograflarinin ayirt edici özelliklerine kilitlenerek hava aracinin konumunu bulmaya çalismak esasina dayanmaktadir. Bu tip sistemlerde hava aracina ilave kamera entegre edilmesi gerekmektedir. Görülen manzaranin degisik hava kosullari altinda tanimlanabilmesi ve ilgi noktalarinin çikarimi konum destegi saglasa da yüksek hassasiyette konumlandirma yapmak her zaman mümkün olmamaktadir.
. Optik aki temelli hiz destek sistemleri görsel odometri sistemleri olarak seyrüsefer sisteminin hatalarinin artis hizini zaman içinde azaltsalar da konum hassasiyetinin zamanla azalmasinin önüne geçememektedirler.
- Radar tabanli bir sistem tarafindan hava aracinin takip edilmesi durumunda daha uzun menzilli bir konum bilgisi edinilebilir. Ancak radar tabanli sistemlerin yerleri de tespit edilebilir ve maliyetleri yüksektir.
EP2818958A3 numarali patent basvurusunda, GPS sistemi ile donatilmis Retro- reflektif prizmaya robotik total station (teodolit) ile mesafe ölçümü yaparak link üzerinden konum bilgilerinin aktarilmasi ve böylelikle hava aracinin uçtugu alanlarda GPS sinyalinin olmadigi durumlarda (tünel vb.) uçusa imkan saglanmasi ifade edilmektedir. Bu patent basvurusunun mesafe ölçümü ve hava aracinin takibi ile ilgili bölümleri yöntem olarak ayni olmakla birlikte yer istasyonu konum kaynagi olarak bilinen nokta ya da GPS önerilmistir. Bu anlamda ataletsel navigasyon sistemi ile entegre edilmis bir robotik teodolit kullanan bir yer ölçme sisteminin kullanilmasi, konum kaynagi olarak GNSS sistemlerine ihtiyaç duyulmamasi ve mutlak konum ve istikamet acisi bilgisinin ataletsel navigasyon sisteminden saglanmasi ile diger buluslardan ayrilmaktadir. nokta veya GPS'in kendisi kullanilmis ancak pozisyon belirleme cihazi mahiyeti hakkinda bilgi verilmemistir ve konumu nasil tespit ettigi açik degildir. GPS sinyalinin hava aracinda olmadigi durum için yer istasyonunda konumun nasil bulunacagi ifade edilmemistir. GPS ya da elle girmek ya da baska bir konum bulma cihazi kullanilabilecegi ifade edilmistir ancak bu cihazin ne olabilecegi ve nasil GPS sinyallerinin karistirildigi ortamda görev yapabilecegi belli degildir. Bahsedilen doküman, mesafe ölçümüne dayanan pozisyon bilgisini aktarmak disinda bir özellige yukaridaki patente benzer içerikte olup yine benzer problemleri tasimaktadir. bulundugu bölgede GPS*in karistirildigi durumlarda konum ve istikamet açisi ölçümlerinin nasil yapilacagi açik degildir veya daha önceden ölçülmüs bir nokta kullanilabilir. Oysa GPS karistirmasi altinda daha önceden konumu belirlenmemis bir mevziiye intikal ve bu mevziden uçus operasyonu yapilacagi durumda bu yöntemler mutlak (gerçek) konum üzerinden çalisma yürütemezler. Bu durumda hava aracinin mutlak konumu bilinmediginden hava araci tarafindan elektro-optik faydali yükü ile hedef konumlarinin ölçümleri ve aktarimi mümkün olamaz.
Sonuç olarak yukarida anlatilan olumsuzluklardan dolayi ve mevcut çözümlerin konu hakkindaki yetersizligi nedeniyle ilgili teknik alanda bir gelistirme yapilmasi gerekli görülmüstü r.
Bulusun Amaci Bulusun amaci, küresel konumlama sistemlerinin (GNSS) karistirildigi veya kullanilamadigi ortam ve durumlarda mini ve küçük dikine kalkisli çok rotorlu ya da helikopter tipindeki insansiz hava araçlarinin (IHA) kalkis, seyir ve inis uçus asamalarinda insansiz hava aracinin bagil ya da mutlak konumunu yüksek hassasiyette hesaplayarak uçusa / göreve devam etmesini saglamaktir.
Bulus, çogu diger destek sistemine kiyasla uçus durumlarinin hepsinde uçusun ilk saniyesinden son anina kadar kullanilabilme ve “yer istasyonu koordinat hassasiyeti + azami +l-10 cm” hassasiyetinde mutlak konum bulma özelligine sahiptir. Ayrica +i'-1O cm hassasiyetinde bagil konum ve irtifa bilgisi verebilmektedir.
Bulus, çok rotorlu veya helikopter tipinde dikine inis kalkis yapan küçük sinif IHA'Iara monte edilen bir adet 360 derece rerto-reflektif prizma ve kalkis öncesi bu prizmaya kilitlenerek yan, yükselis açisi ve mesafe ölçümü yapan bir robotik teodolit ve robotik teodolit ile donatilmis ve bünyesinde ilave bir entegre ataletsel ölçüm sistemi bulunduran yer ölçme sistemi tarafindan hesaplanan mutlak konum bilgisinin RF veya kablolu bir sistem ile IHA link sistemine beslenmesi ve IHA link sistemi üzerinden hava aracina gönderilmesi esasina dayanir. Böylelikle görev esnasinda GNSS sinyalleri olmadiginda bile çok hassas ~(+/-10 cm) hassasiyetinde mesafe ölçümü yapilarak elde edilen konum bilgisi ile hassas kalkis, seyrüsefer ve inis saglanir. Bu haliyle GNSS olmadigi durumlarda bile, yer istasyonu koordinatlari daha önceden tespit edilmis olmak kaydiyla, RTK (Real-Time Kinematic / Gerçek Zamanli Kinematik) GNSS sistemleri kadar hassas konumlandirma mümkündür.
Robotik teodolit (total station) sistemleri tarafindan prizmaya mesafe ölçümü yapilarak konum bulunmasini saglayan çalismalar mevcuttur. Ancak bu çalismalarda yer istasyonunun konumu ya GPS'ten alinmakta ya da bilinen bir nokta ve istikamet açisi hatti üzerine konumlandirilmak zorunda kalinmaktadir. Bulus ise ataletsel navigasyon sistemi ile tümlesik çalisan robotik teodolitin bakis hatti dogrudan kuzeyle yapilan istikamet açisini vermekte ve mesafe ölçümü ile insansiz hava aracinin dünya düzlemine göre gerçek konumunu anlik olarak ve devamli hesaplayabilmektedir.
Ataletsel ölçüm birimi tümlesik bir güç kaynagi ile çalisir vaziyette intikal edebilmekte ve kuruldugu yerde robotik teodolitin monte edilmesi ve veri baglantilarinin yapilmasi ile bulunulan noktanin koordinatlari ile bakilan hattin istikamet açisinin devamli ve anlik olarak hesaplanabildigi bir ölçüm istasyonu olusturulmaktadir. Tümlesik bir yer ölçme sistemi olusturulmasi ve bu sistemin hava aracini takip görevinde GPS veya bilinen nokta gibi harici desteklere ihtiyaç duymamasi özelligi ile diger buluslardan ayrilmaktadir. Bu bulus ayni zamanda kablolu çok rotorlu gözetleme sistemlerinin de hassas olarak kalkis ve inisine de imkan tanimaktadir.
Yukarida ifade edilen basvurulardakinin aksine bulusta, ataletsel navigasyon sistemi ile tümlesik çalisan ve istenen bölgeye GPS karistirmasi altinda çalisir halde intikal edebilen i' tasinabilen bir yer ölçme sistemi kullanilmaktadir. Böylelikle yer istasyonu daima mutlak konum ve hassas istikamet açisi bilgilerine sahip olacak ve uçusun ilk asamasi olan kalkistan inise kadar geçen tüm evrelerde mutlak konum (cografi konum) ile harekat yapabilecektir.
Yer istasyonunda ataletsel navigasyon sistemi ile entegre robotik teodolit sisteminden olusan topçu yer ölçme cihazi kullanilmasi durumunda daha önceden konum tespiti yapilmamis bir noktaya çalisir vaziyette intikal eden topçu yer ölçme sistemi üç ayak üzerine kurulur. Bulundugu konumu, yuvarlanma, yunuslama ve gerçek kuzeyle yapilan istikamet açisini devamli ve otomatik olarak hesaplayan yer ölçme sistemi, robotik teodolit ile entegre çalisarak hava aracinin mesafesinin ölçülmesi suretiyle hava aracinin dünyaya göre mutlak koordinatlarinin devamli olarak hesaplanmasini saglamaktadir.
Robotik, mesafe ölçerli teodolit kullanimi ile tüm takip ve mesafe ölçme islemleri optik olarak çok dar bir hüzme ile yapildigindan dolayi RF karistirma sistemleri ya da baska sistemler tarafindan tespit edilmesi ve karistirilmasi mümkün degildir.
Robotik, mesafe ölçerli teodolit tarafindan prizmaya yapilan mesafe ölçümü yer istasyonunun koordinatlari ve istikamet açisindan faydalanarak mutlak konuma dönüstürülebilmekte ve hava aracina dünyaya göre mutlak konum bilgisi aktarilabilmektedir. Hava aracinin takibi tamamen optik esasli olarak yapildigi için herhangi bir radar tabanli RF takip sistemine ihtiyaç yoktur. Ayrica optik temelli mesafe ölçme sistemi RF karistiricilardan etkilenmez, optik olarak da karistirilmasi fiilen çok Bulusa konu sistem, kablolu çok rotorlu IHA temelli devamli gözetleme sistemlerinin statik görevlerinde hassas kalkis, hassas inis ve hassas konumlandirma faaliyetlerini de gerçeklestirebilmektedir. Görüntü tabanli sistemlerin ilk kalkis anindan itibaren konum destek imkâni bulunmamaktadir. RTK'Ii sistemler hassasiyet olarak yöntemle benzerlik gösterse de GNSS karistirmasi altinda çalismaz.
Bulusun yapisal ve karakteristik özellikleri ve tüm avantajlari asagida verilen sekiller ve bu sekillere atiflar yapilmak suretiyle yazilan detayli açiklama sayesinde daha net olarak anlasilacaktir.
Sekillerin Açiklamasi Sekil 1, çok rotorlu bir insansiz hava araci ve üzerindeki 360 derece retro-reflektif prizmayi göstermektedir.
Sekil 2, ataletsel navigasyon sistemi ve entegre robotik teodolitten olustan yer ölçme sistemini göstermektedir.
Sekil 3, bulus konusu sistemde konum ve yönelimini bilen yer ölçme sistemi tarafindan IHAiya mesafe ölçülerek hesaplanan mutlak konum bilgilerinin RF veri linki 'üzerinden IHAiya aktarimini göstermektedir.
Sekil 4, bulus konusu sistemde kendi konum ve yönelimini bilen yer ölçme sistemi tarafindan IHA'ya mesafe ölçülerek hesaplanan kalkis noktasi ve hava araci mutlak konum bilgilerinin kablolu baglanti 'üzerinden IHA'ya aktarimi gösterilmektedir. Çizimlerin mutlaka ölçeklendirilmesi gerekmemektedir ve mevcut bulusu anlamak için gerekli olmayan detaylar ihmal edilmis olabilmektedir.
Parça Referanslarinin Açiklamasi Insansiz hava araci Prizma Yer ölçme sistemi Mekanik arabirim Teodolit 39591993!“9 8. Ataletsel navigasyon sistemi 9. Paralelleme aparati . Yer kontrol istasyonu 11. Kablolu baglanti 12. Kalkis/inis noktasi Bulusun Detayli Açiklamasi Bu detayli açiklamada, bulusun tercih edilen yapilanmalari, sadece konunun daha iyi anlasilmasina yönelik olarak ve hiçbir sinirlayici etki olusturmayacak sekilde açiklanmaktadir.
Sistemin çalisabilmesi için çok rotorlu (drone) ya da helik0pter tipindeki insansiz hava araci (1) yatayda 360 derece, dikeyde genis bir açi araliginda isinin geldigi yöne (retro- reflektif) yansima yapabilen, birbirine 45 derecelik açiyla sabitlenmis prizmalar (2) ile donatilmistir. Insansiz hava araci (1) kendi oto pilot sistemine ve haberlesme modülüne sahiptir. Insansiz hava araci (1) tercihen dikine kalkis ve inis kabiliyetli olup hassas olarak inis ve kalkis gereksinimi içeren kablolu gözetleme sistemi ya da kesif maksatli IHA sisteminin bir parçasidir.
Yer ölçme sistemi (3) gerektiginde çalisir vaziyette sirt çantasinda tasinabilen, gerektiginde üç ayak (4) üzerine kurulabilen ve insansiz hava aracini (1) takip ettigi anda statik olarak görev yapan bir sistemdir. Bilesenleri bir adet ataletsel navigasyon sistemi (8), ataletsel navigasyon sisteminin (8) monte edildigi bir plaka (5), plakanin (5) üst yüzeyindeki mekanik arabirim (6), mekanik arabirime (6) üstten takilan, hedef takip yetenegine sahip motorize eksenli, mesafe ölçme özellikli robotik teodolit (7), islemci / bilgisayar, güç kaynagi ve üç ayaktan (4) olusmaktadir. Teodolit (7) ve ataletsel navigasyon sisteminin (8) referans eksen takimlari fabrika seviyesinde yapilan bir yön esleme ölçümü ile önceden kalibre edilmektedir.
Yer ölçme sistemi (3) bilinen bir konumda ilklendirildiginde veya ilk konumu GNSS'den aldiginda seyrüsefer çözümü olusturmaya baslamakta ve sabit ya da hareketli olarak konum, yönelim, hiz ve açi bilgilerini vermektedir. Sistemde bulunan yer ölçme sisteminin (3) islemcisi, ataletsel navigasyon sisteminden (8) gelen konum, dünyaya göre yuvarlanma, yunuslama ve istikamet (kuzeye göre açi) açilari ve robotik teodolitin (7) bakis hattinin kendi eksen takimina göre verdigi yan ve yükselis açilarini harmanlayarak teodolitin (7) bakis hattinin kuzeyle yaptigi açiyi ve dünyaya göre yükselis açisini otomatik olarak hesaplamaktadir. Böylelikle yer ölçme sistemini (3) yere tam olarak paralellemeye gerek kalmaksizin teodolitin (7) bakis hattinin açisal bilgileri ve yer ölçme sisteminin (3) konum bilgisi devamli olarak hesaplanmaktadir.
Yer ölçme sistemi (3) çalisir vaziyette tasinarak insansiz hava aracinin (1) kalkis alaninin yakinina kurulur. Teodolit (7) yer ölçme sistemine (3) takilarak elektriksel ve sinyal baglantilari yapilir. Operatör tarafindan insansiz hava araci (1) üzerindeki prizmaya (2), teodolit (7) ile optik olarak nisan alinir. Daha sonra teodolit (7) otomatik hedef takip moduna geçer. Otomatik hedef takibinde teodolit (7) prizmaya (2) devamli olarak mesafe ölçümü yapar ve prizmanin (2) hareket etmesi durumunda prizmayi (2) mesafe ölçümü, faz kaymasi ve Optik yöntemler kullanarak takip eder. Teodolit (7) tarafindan ölçülen mesafe, teodolitin (7) kendi eksen takimina göre yan ve yükselis açilari ile birlikte yer ölçme sistemi (3) islemcisine gönderilir. Ataletsel navigasyon sisteminden (8) gelen konum, yuvarlanma, yunuslama ve gerçek kuzeye göre açi bilgisi ile harmanlanarak insansiz hava aracinin (1) mutlak konumu hesaplanir.
Hesaplanan bu konum kablo veya RF sinyaller araciligi ile insansiz hava aracinin (1) yer kontrol istasyonuna (10) sevk edilir. Yer kontrol istasyonu (10) bu konum bilgisini insansiz hava aracina (1) RF üzerinden veya kablolu gözetleme sistemi için kablolu baglanti (11) üzerinden gönderir. Insansiz hava aracina (1) kalkis komutu yer kontrol istasyonu (10) tarafindan gönderildiginde, yer ölçme sistemi (3), robotik, motorize hareket edebilen eksenli, mesafe ölçerli optik teodolit (7) vasitasiyla hava aracindaki prizmayi (2) takip ederek devamli olarak insansiz hava aracinin (1) konumunu ölçer ve kablolu baglanti (11) üzerinden veya kablosuz olarak insansiz hava aracina (1) gönderilmesi için yer kontrol istasyonuna (10) gönderir.
Sistemde, yer kontrol istasyonunun (10) bulundugu yerin konumu ve istikamet açisi çesitli sekillerde hesaplanabilir. Yer ölçme sistemi (3) kullanildiginda mutlak konum ve gerçek kuzeye göre istikamet açisi bilgileri ataletsel navigasyon sistemi (8) tarafindan otomatik ve devamli olarak hesaplanmaktadir.
Sistemin bir kullanimi da kablolu çok rotorlu gözetleme sisteminin bir parçasi olan, güç ve veri iletisimini kablolu baglantidan (11) yapan bir gözetleme sisteminin hassas kalkis, havada kalma ve hassas inis ihtiyaçlarini karsilamaktir. Kablolu çok rotorlu gözetleme sisteminin insansiz hava aracinin (1) kalkis/inis pistinin (12) koordinatlari operatör tarafindan pist üzerindeki insansiz hava aracina (1) nisan alinarak bulunduktan sonra teodolit (7) otomatik takip moduna alinarak insansiz hava aracina (1) devamli olarak mesafe ölçülmesi ile elde edilen ilk konuma göre göreceli konum bilgisi (bagil konum) yer kontrol istasyonu (10) araciligiyla yine kablolu baglanti (11) üzerinden insansiz hava aracina (1) aktarilir.
Sistemin bir baska kullanim alani da yine GNSS sinyallerinin kullanilamadigi durumlarda, deniz üssü gibi kritik tesisleri kisitli bir harekat yariçapi içinde koruyan insansiz deniz araçlarinin konumunun karadan hassas olarak ölçülmesi ve araca aktarilmasidir.
Bulusun tercih edilen bir uygulamasinda, mesafe ölçümü örnegin 1550 nm dalga boyunda göze zararsiz bir lazer mesafe ölçer ile de yapilabilir. Bu durumda mesafe ölçümü menzili artar.
Bulusun tercih edilen bir uygulamasinda ise mesafe ölçümü yapan lazer ayni zamanda haberlesme ve veri transferi amaciyla da kullanilabilir. Bu durumda yer ölçme sistemi (3) tarafindan ölçülen mesafeye dayali olarak bulunan konum bilgisi, diger baglanti verileri ve IHA görüntüleri lazer isin demeti üzerinden aktarilabilir. Böyle bir durumda sistem bütünüyle RF karistirmadan bagimsizlasir.

Claims (4)

ISTEMLER
1. Insansiz hava araçlarinin (1) küresel konumlama sistemi kullanmadan kalkis, seyrüsefer ve inis yapmasini saglayan bir konum bulma destek sistemi olup özelligi; o insansiz hava araci (1) 'üzerine sabitlenen, 360 derece retro-reflektif yansima yapabilen, birbirine 45 derecelik açiyla sabitlenmis prizmalar (2), o bulundugu yerin konumunu, dünyaya göre yuvarlanma açisini, yunuslama açisini ve gerçek kuzeye göre açisini belirleyen ve islemciye gönderen ataletsel navigasyon sistemi (8), 0 bir mekanik arabirim (6) ile ataletsel navigasyon sisteminin (8) üst kismina irtibatlandirilan, insansiz hava araci (1) 'üzerindeki prizmalara (2) optik olarak nisan alinmasini saglayan ve insansiz hava aracini (1) takip eden, anlik olarak insansiz hava araciyla (1) arasindaki mesafeyi ölçerek bakis hattinin kendi eksenine göre yan ve yükselis açilari ile birlikte islemciye gönderen motorize eksenli teodolit (7), o teodolit (7) ve ataletsel navigasyon sisteminden (8) gelen verileri kullanarak insansiz hava aracinin (1) mutlak konumunu hesaplayan islemci içeren, hesaplanan konum bilgisini anlik olarak insansiz hava aracina (1) içermesidir.
2. Istem 1'e uygun bir sistem olup özelligi; yer ölçme sisteminin (3) ilettigi konum bilgisini insansiz hava aracina (1) kablolu veya kablosuz olarak gönderen yer kontrol istasyonu (10) içermesidir.
3. Istem 1'e uygun bir sistem olup özelligi; yer ölçme sisteminde (3) yer alan, insansiz hava aracina (1) odaklanarak aralarindaki mesafeyi hesaplayan ve islemcinin belirledigi konum bilgisini insansiz hava aracina (1) aktaran bir lazer mesafe ölçer içermesidir.
4. Istem 1ie uygun bir sistem olup özelligi; teodolitten (7) aldigi mesafe bilgisiyle insansiz hava aracinin (1) kalkis yaptigi konumu belirleyen, seyr'üsefer sirasinda insansiz hava aracinin (1) kalkis yaptigi noktaya göre bagil konumunu hesaplayan bahsedilen islemciyi içermesidir. istem 'lie uygun bir sistem olup özelligi; yer ölçme sisteminin (3), ataletsel navigasyon sisteminin (8) monte edildigi ve 'üst yüzeyine mekanik arabirimin (6) irtibatlandirildigi bir plaka (5) içermesidir.
TR2020/02499A 2020-02-19 2020-02-19 İnsansiz hava araçlari i̇çi̇n kalkiş, seyrüsefer ve i̇ni̇ş destek si̇stemi̇ TR202002499A2 (tr)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TR2020/02499A TR202002499A2 (tr) 2020-02-19 2020-02-19 İnsansiz hava araçlari i̇çi̇n kalkiş, seyrüsefer ve i̇ni̇ş destek si̇stemi̇
FR2101579A FR3107361B1 (fr) 2020-02-19 2021-02-18 Take-off, navigation and landing support system for unmanned aerial vehicles
ES202130135A ES2849625B2 (es) 2020-02-19 2021-02-19 Sistema de apoyo al despegue, navegacion y aterrizaje de vehiculos aereos no tripulados

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TR2020/02499A TR202002499A2 (tr) 2020-02-19 2020-02-19 İnsansiz hava araçlari i̇çi̇n kalkiş, seyrüsefer ve i̇ni̇ş destek si̇stemi̇

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TR202002499A2 true TR202002499A2 (tr) 2021-08-23

Family

ID=76730616

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TR2020/02499A TR202002499A2 (tr) 2020-02-19 2020-02-19 İnsansiz hava araçlari i̇çi̇n kalkiş, seyrüsefer ve i̇ni̇ş destek si̇stemi̇

Country Status (3)

Country Link
ES (1) ES2849625B2 (tr)
FR (1) FR3107361B1 (tr)
TR (1) TR202002499A2 (tr)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115164853B (zh) * 2022-07-29 2024-05-24 山东省圣达地理信息测绘工程有限公司 一种基于市政工程测绘的激光测绘装置及操作方法
CN116202500B (zh) * 2023-05-06 2023-07-21 石家庄科林电力设计院有限公司 输电塔架桩基设计点位定位装置及方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100860771B1 (ko) * 2008-01-11 2008-09-30 한국유지관리 주식회사 지하 공간 및 차폐 구조물의 내부 공간정보 획득 시스템
EP2511781A1 (de) * 2011-04-14 2012-10-17 Hexagon Technology Center GmbH System und Verfahren zur Steuerung eines unbemannten Fluggeräts
US9758239B2 (en) 2011-04-14 2017-09-12 Hexagon Technology Center Gmbh System and method for controlling an unmanned air vehicle
EP2511658A1 (de) * 2011-04-14 2012-10-17 Hexagon Technology Center GmbH Vermessungssystem und Verfahren zur Neupunktbestimmung
JP5882951B2 (ja) 2013-06-14 2016-03-09 株式会社トプコン 飛行体誘導システム及び飛行体誘導方法
KR101391764B1 (ko) * 2014-01-29 2014-05-07 국방과학연구소 관성항법장치와 토털스테이션 간의 축 일치 방법
EP3062066A1 (en) * 2015-02-26 2016-08-31 Hexagon Technology Center GmbH Determination of object data by template-based UAV control
WO2017026956A2 (en) * 2015-08-13 2017-02-16 Aselsan Elektronik Sanayi Ve Ticaret Anonim Sirketi An artillery surveying device
FR3040097B3 (fr) * 2015-08-14 2017-09-08 Aselsan Elektronik Sanayi Ve Ticaret Anonim Sirketi Instrument de topographie d'artillerie embarque base sur une technologie de navigation inertielle, avec un bras motorise
JP6693765B2 (ja) 2016-02-26 2020-05-13 株式会社トプコン 飛行体追尾方法及び飛行体誘導システム
JP6944790B2 (ja) * 2017-02-22 2021-10-06 株式会社トプコン 制御装置、光学装置、制御方法、無人航空機の追跡システムおよびプログラム
JP6508320B1 (ja) 2017-12-28 2019-05-08 Ｄ−Ｐｌａｎ株式会社 無人航空機の制御システム

Also Published As

Publication number Publication date
ES2849625B2 (es) 2022-09-27
ES2849625A1 (es) 2021-08-19
FR3107361A1 (fr) 2021-08-20
FR3107361B1 (fr) 2023-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2118713B1 (en) Precision approach control
US10527720B2 (en) Millimeter-wave terrain aided navigation system
CN110192122B (zh) 用于无人可移动平台上的雷达控制的***和方法
US20180046177A1 (en) Motion Sensing Flight Control System Based on Smart Terminal and Terminal Equipment
CN202600150U (zh) 智能化低空遥感测绘***
CN108255190B (zh) 基于多传感器的精确着陆方法及使用该方法的系留无人机
CN112335190B (zh) 无线电链路覆盖图和减损***及方法
JP2021519434A (ja) ナビゲーション装置及び方法
US11105921B2 (en) Systems and methods for vehicle navigation
GB2571711A (en) Drone control system
TR202002499A2 (tr) İnsansiz hava araçlari i̇çi̇n kalkiş, seyrüsefer ve i̇ni̇ş destek si̇stemi̇
Marcon et al. Vision-based and differential global positioning system to ensure precise autonomous landing of UAVs
Kong et al. A ground-based multi-sensor system for autonomous landing of a fixed wing UAV
Burdziakowski et al. Accuracy of a low-cost autonomous hexacopter platforms navigation module for a photogrammetric and environmental measurements
GB2607752A (en) Aircraft landing guidance support system, and aircraft landing integrated support system including same
RU120077U1 (ru) Бортовой радиотехнический комплекс навигации и посадки летательных аппаратов морского базирования
EP3751233B1 (en) Multi-aircraft vision and datalink based navigation system and method
Danko et al. Robotic rotorcraft and perch-and-stare: Sensing landing zones and handling obscurants
US20230030222A1 (en) Operating modes and video processing for mobile platforms
RU2822088C1 (ru) Пилотажно-навигационная система транспортного летательного аппарата
Joo et al. Enhancement of UAV-Based Spatial Positioning Using the Triangular Center Method with Multiple GPS
RU2813215C1 (ru) Комплекс средств автономной посадки беспилотного воздушного судна
Krasil’shchikov et al. Analysis of conditions for ensuring operation of an intertial satellite navigation system of an unmannded aerial vehicle during interference
Vadlamani et al. Preliminary design and analysis of a lidar based obstacle detection system
Tomé et al. Evaluation of a DGPS/IMU integrated navigation system