CN103293511A - 无人机点对点定位的方法与系统 - Google Patents
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Abstract
本项发明涉及无人机点对点定位的方法与系统，该发明使用点对点定位技术对无人机进行定位。该系统中，搜索定位仪位于无人机上，能够接收发射仪发出的点对点定位信号，通过确定搜索定位仪与发射仪的角度与距离，从而实现无人机的精确定位。点对点定位可以独立于现有其他定位技术，对无人机进行精确定位。并能够克服现有技术的不足，如全球定位系统GPS信号微弱，容易被屏蔽或干扰，惯性导航系统INS有较大的累积误差等。
Description
技术领域：
本发明涉及无人机的定位导航方法，具体说是无人机使用点对点定位技术对无人机实施精确定位。
背景技术：
目前无人机定位导航主要使用以下三种定位技术：
(1)惯性导航系统(INS)
通过加速计来确定无人机的加速度，通过陀螺仪来确定角速度。惯性导航系统的缺点在于随着时间的累积，定位的精度会降低，错误增加。前后两个时间点的位置会发生很大偏差。
(2)全球卫星定位导航系统(GPS)
这类系统包括有美国的GPS系统，欧洲的伽利略系统，俄罗斯的格洛纳斯系统，中国的北斗系统等。这些系统都是由近地轨道的卫星组成。定位的精度由三角测量的几何关系来确定。由于这些卫星始终处于运动状态，导致三角测量的几何关系存在误差。卫星定位导航的另一个问题就是信号非常微弱，信号不能进入建筑物并且容易被大气层和电离层干扰。卫星信号接收器自身的时钟的不精确，也会导致定位的误差。
(3)图像辅助定位导航系统
这类系统需要事先在无人机的系统内存中存储地形资料图，通过无人机实时拍摄的三维地形图与存储的地形资料图做相关操作，从而实现无人机的定位。这种方法只适用于无人机在已知特定区域和位置的定位导航任务。
发明内容
本发明采用点对点定位技术，实现无人机的精确定位。点对点定位技术通过一个目标发出无线电波，而搜索定位仪根据所探测到的所述目标发出的无线电波来计算出其目标的方向和距离以实现对目标进行定位的一种方法。该方法可以克服GPS全球定位系统由于信号屏蔽所产生的无法定位或者定位不准的缺点，同时可以支持建筑物内部定位。
无人机上装有搜索定位仪，该定位仪接收来自信号发射仪发出的定位信号，通过实时确定搜索定位仪与发射仪的角度与距离，从而实现对于无人机的定位。
搜索定位仪通过与信号发射仪进行通信，实现定位。发射仪的发射端可以发射唯一代表发射仪身份信息代码的无线信号，该信号被位于无人机上的定位仪接收。
发射仪必须具有固定的已知的位置信息，发射仪的位置信息将作为点对点定位时的位置参考点。搜索定位仪可筛选出与其对接的发射仪所发射的无线电波，并独立计算出自己与发射仪的角度和距离。
发射仪本身可以接收来自于其他发射仪的位置信号，各发射仪之间的相对位置应该符合一定的几何关系，以此来满足定位精度的需要。
发射仪之间可以组成网络，最初加入网络的发射仪必须有确定已知的地理位置，之后加入的发射仪可以根据现有的发射仪的位置自动确定自己的位置，这样可以扩大无人机的定位范围。
发射仪可以包含一个激活装置，用来接收搜索定位仪发送的激活信号，激活信号的作用是激活发射仪：无激活信号时，发射仪进入休眠省电模式，处于休眠状态。
用户可以通过网络查询无人机的运动轨迹和方位
搜索定位仪相对发射仪的方位显示至少包含以下几种方式中的一种：
I、显示左、右或上、下两个指示方向；
II、显示90度等分的4个方向及更细化角度的方向指示；
III、用以下至少一种方法同时显示无人机与发射仪的角度和距离
(1)用点或其它图标表示发射仪的位置，由中心点距离此图标的方向和远近反映无人机距离发射仪的角度和距离。
(2)用箭头或点距中心点的角度反映方向，用色彩、亮度、密度、大小或数字表示距离。
(3)安装地图软件，中控端可以在地图上观察无人机的地理位置和轨迹。
本发明所述的无人机定位方法与系统，独立于现有的其他无人机定位方法，通过点对点定位的方式，实现无人机的精确定位与导航。
附图说明
图1无人机通过搜索定位仪与多个发射仪通信，实现自身的定位
图2-4描述了发射仪组成网络，扩大无人机的定位范围
图5描述了发射仪的组成结构
具体实施方式：
该定位系统用于无人机的定位与导航。系统包括发射仪和搜索定位仪两个主要组成部分。发射仪本身具有已知的固定位置，搜索定位仪安装在无人机上，无人机可以通过搜索仪与发射仪进行通信，从而实现无人机自身的精确定位。
无人机通过搜索定位仪向附近的发射仪发出激活信号，激活点对点通信。
搜索定位仪通过自身所携带的身份匹配码，和与之通信的发射仪发出的无线信号进行匹配，获取自身相对于发射仪的距离和角度。在图1中，总共有四个发射仪，分别用标号为1-4的四个圆锥型表示。搜索定位仪安装在无人机上，搜索定位仪可以自身携带四个不同的身份匹配码，这四个身份匹配码可以分别和这四个发射仪发出的无线信号进行一对一的匹配，通过匹配，可以确定无人机和每一个发射仪的距离和角度。
当搜索定位仪同时与多个发射仪通信时，搜索仪相对于每一个发射仪都有一个相对的距离和角度，这时搜索仪的位置在多个圆弧的交点上。
发射仪自身还可以组成网络，用以扩大无人机的搜索范围，且新加入的发射仪不需要事先确定位置。发射仪自组网的过程如图2-4所示。最初的发射仪网络中有三个发射仪，这三个发射仪的位置是已知的。当第四个发射仪加入该网络时，新加入的发射仪通过与已有的发射仪进行通信，从而确定自己的位置。这样组网的好处是，可以非常容易的扩大点对点网络覆盖的范围，从而在更大的空间内对无人机进行定位。
图5所示为发射仪结构示意图，包括向搜索定位仪发出无线信号的无线发射模块201。用于与其他发射仪组成网络的自组网模块203。用于显示当前状态的显示端204。若当前显示的状态为休眠状态，则无需发送无线信号。
Claims (8)
1.一种采用点对点定位技术的无人机定位系统，其特征在于：无人机上装有搜索定位仪，该定位仪可以接收点对点定位信号，通过确定定位仪与发射仪的角度和距离，对无人机实施精确定位。
2.根据权利要求1所述的方法和系统，其特征在于：搜索定位仪通过与信号发射仪进行通信，实现定位。发射仪的发射端可以发射唯一代表发射仪身份信息代码的无线信号，该信号被位于无人机上的定位仪接收。
3.根据权利要求1所述的方法和系统，其特征在于：发射仪必须具有固定的已知的位置信息，发射仪的位置信息将作为点对点定位时的位置参考点。
4.根据权利要求1所述的方法和系统，其特征在于：搜索定位仪可筛选出与其对接的发射仪所发射的无线电波，并独立计算出自己与发射仪的角度和距离。
5.据权利要求1所述的方法和系统，其特征在于：发射仪本身可以接收来自于其他发射仪的位置信号，各发射仪之间的相对位置应该符合一定的几何关系，以此来满足定位精度的需要。
6.据权利要求1所述的方法和系统，其特征在于：发射仪之间可以组成网络，最初加入网络的发射仪必须有确定已知的地理位置，之后加入的发射仪可以根据现有的发射仪自动确定自己的位置，这样可以扩大无人机的定位范围。
7.根据权利要求1所述的方法和系统，其特征在于：发射仪可以包含一个激活装置，用来接收搜索定位仪发送的激活信号，激活信号的作用是激活发射仪：无激活信号时，发射仪进入休眠省电模式，处于休眠状态。
8.根据权利要求1所述的方法和系统，其特征在于：当使用点对点定位时，中控端可以通过地图软件查询无人机的运动轨迹和实时方位。
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| CN 201210437143 CN103293511A (zh) | 2012-11-06 | 2012-11-06 | 无人机点对点定位的方法与系统 |
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| CN 201210437143 CN103293511A (zh) | 2012-11-06 | 2012-11-06 | 无人机点对点定位的方法与系统 |
Publications (1)
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| CN103293511A true CN103293511A (zh) | 2013-09-11 |
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Family Applications (1)
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| CN 201210437143 Pending CN103293511A (zh) | 2012-11-06 | 2012-11-06 | 无人机点对点定位的方法与系统 |
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| CN (1) | CN103293511A (zh) |
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2012
- 2012-11-06 CN CN 201210437143 patent/CN103293511A/zh active Pending
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| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130911 |