本發(fā)明涉及無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于北斗短消息的無(wú)人機(jī)控制方法。

背景技術(shù)：

北斗短消息通信終端是一種利用北斗導(dǎo)航衛(wèi)星傳輸消息信息的設(shè)備?；跓o(wú)人機(jī)應(yīng)用的北斗短消息通信終端可分為機(jī)載終端與地面終端兩個(gè)模塊，北斗短消息機(jī)載終端、地面終端與北斗導(dǎo)航衛(wèi)星（含短消息傳輸功能）構(gòu)成北斗短消息通信鏈路。

傳統(tǒng)超視距通信條件下的無(wú)人機(jī)控制方法即在超視距通信范圍使用微波頻段（ka、ku、s）的衛(wèi)通鏈路對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。在傳統(tǒng)超視距無(wú)人機(jī)控制方法中為保證無(wú)人機(jī)控制的安全性，使用寬帶（ka或ku頻段）衛(wèi)通鏈路進(jìn)行無(wú)人機(jī)控制的同時(shí)，同時(shí)采用窄帶（s或uhf頻段）衛(wèi)通鏈路進(jìn)行無(wú)人機(jī)應(yīng)急備份控制，這種備份方式需在無(wú)人機(jī)上加裝窄帶（s或uhf頻段）衛(wèi)星通信機(jī)載設(shè)備并在地面布置對(duì)應(yīng)的衛(wèi)通站以及租用對(duì)應(yīng)衛(wèi)星，該類(lèi)衛(wèi)星通信設(shè)備具備體積大、重量重、功耗大、成本高、使用不便等缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供了一種基于北斗短消息的無(wú)人機(jī)控制方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種基于北斗短消息的無(wú)人機(jī)控制方法，包括以下過(guò)程：建立衛(wèi)星通信鏈路，地面指揮控制站通過(guò)衛(wèi)星通信鏈路以及衛(wèi)星通信鏈路機(jī)載終端將無(wú)人機(jī)控制指令發(fā)送至無(wú)人機(jī)的飛管計(jì)算機(jī)；建立北斗短消息通信鏈路，地面指揮控制站通過(guò)北斗短消息通信鏈路以及北斗短消息機(jī)載終端將無(wú)人機(jī)控制指令發(fā)送至無(wú)人機(jī)的飛管計(jì)算機(jī)；飛管計(jì)算機(jī)對(duì)來(lái)自衛(wèi)星通信鏈路和北斗短消息通信鏈路的無(wú)人機(jī)控制指令進(jìn)行判斷邏輯選擇；如果寬帶衛(wèi)星通信鏈路正常，飛管計(jì)算機(jī)使用衛(wèi)星通信鏈路的無(wú)人機(jī)控制指令進(jìn)行平臺(tái)控制，如果寬帶衛(wèi)星通信鏈路故障，啟用北斗短消息通信鏈路的通信機(jī)制，采用北斗短消息通信鏈路的無(wú)人機(jī)控制指令進(jìn)行平臺(tái)控制；輸出控制指令到對(duì)應(yīng)設(shè)備。

進(jìn)一步的，所述北斗短消息通信鏈路包括北斗短消息地面終端、北斗衛(wèi)星系統(tǒng)和北斗地面總站，所述地面指揮控制站將無(wú)人機(jī)控制指令發(fā)送給北斗短消息地面終端，北斗短消息地面終端將控制指令對(duì)外發(fā)送，控制指令經(jīng)過(guò)地球同步軌道的北斗衛(wèi)星傳輸至北斗地面總站，北斗地面總站再將控制指令發(fā)送至地球同步軌道的北斗衛(wèi)星并通過(guò)北斗衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)至無(wú)人機(jī)上的北斗短消息機(jī)載終端。

進(jìn)一步的，所述基于北斗短消息的無(wú)人機(jī)控制方法，還包括以下過(guò)程：飛管計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)將無(wú)人機(jī)平臺(tái)當(dāng)前狀態(tài)信息傳輸至北斗短消息機(jī)載終端，北斗短消息機(jī)載終端通過(guò)地球同步軌道的北斗衛(wèi)星及北斗地面總站將該狀態(tài)信息發(fā)送至北斗短消息地面終端，北斗短消息地面終端將無(wú)人機(jī)平臺(tái)信息發(fā)送至地面指揮控制站；飛管計(jì)算機(jī)同時(shí)通過(guò)寬帶衛(wèi)星通信鏈路將無(wú)人機(jī)控平臺(tái)當(dāng)前狀態(tài)信息傳輸至地面指揮控制站。

進(jìn)一步的，所述北斗短消息通信鏈路的通信機(jī)制的具體過(guò)程為：（1）指揮控制站在北斗短消息地面終端上電后，發(fā)送北斗短消息地面終端狀態(tài)查詢命令，獲取北斗短消息地面終端信息發(fā)送頻度以及狀態(tài)反饋周期；（2）建立北斗短消息地面終端與機(jī)載終端的無(wú)線鏈路通信，北斗短消息機(jī)載終端將通信鏈路各狀態(tài)信息向飛管計(jì)算機(jī)進(jìn)行周期性回報(bào)，飛管計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后將無(wú)人機(jī)平臺(tái)信息及北斗短消息通信鏈路信息組成狀態(tài)信息回報(bào)幀，周期性傳至北斗短消息機(jī)載終端，并回報(bào)至地面指揮控制站；（3）地面指揮控制站根據(jù)北斗短消息地面終端信息的發(fā)送頻度以對(duì)應(yīng)頻度發(fā)送無(wú)人機(jī)應(yīng)急控制指令幀；（4）北斗短消息機(jī)載終端接收北斗短消息地面終端發(fā)送的應(yīng)急控制指令幀，并將所述應(yīng)急控制指令幀發(fā)送給飛管計(jì)算機(jī)；（5）飛管計(jì)算機(jī)根據(jù)鏈路使用判斷邏輯，在衛(wèi)星通信鏈路故障的情況下自動(dòng)使用北斗短消息機(jī)載終端轉(zhuǎn)發(fā)的應(yīng)急控制指令幀進(jìn)行平臺(tái)應(yīng)急控制。

進(jìn)一步的，所述狀態(tài)信息回報(bào)幀的幀格式為：同步字1、同步字2、通訊狀態(tài)字、北斗短消息機(jī)載終端地址、北斗短消息機(jī)載終端狀態(tài)、無(wú)人機(jī)平臺(tái)狀態(tài)、校驗(yàn)。

進(jìn)一步的，所述應(yīng)急控制指令幀的幀格式為：幀頭1、幀頭2、幀頭3、幀頭4、幀頭5、幀長(zhǎng)度、北斗短消息地面終端地址、通信信息類(lèi)別、北斗短消息機(jī)載終端地址、電文長(zhǎng)度、應(yīng)答標(biāo)識(shí)、電文內(nèi)容、校驗(yàn)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用上述技術(shù)方案的有益效果為：

a.無(wú)需加裝傳統(tǒng)的窄帶（s頻段或uhf頻段）衛(wèi)通鏈路設(shè)備，僅通過(guò)加裝北斗短消息終端即可完成無(wú)人機(jī)超視距應(yīng)急備份控制，相對(duì)傳統(tǒng)的窄帶（s頻段或uhf頻段）衛(wèi)通鏈路設(shè)備，北斗短消息通信終端體積小、重量輕、功耗低、經(jīng)濟(jì)性好，實(shí)用性加強(qiáng)；

b.在無(wú)人機(jī)飛管計(jì)算機(jī)與北斗短消息機(jī)載終端間以及指揮控制站與北斗短消息地面終端間建立了一種適用于無(wú)人機(jī)控制及狀態(tài)信息傳輸?shù)耐ㄐ艡C(jī)制，提高了北斗短消息通信鏈路對(duì)無(wú)人機(jī)控制的效率與可靠性；

c.設(shè)計(jì)了飛管計(jì)算機(jī)對(duì)來(lái)自北斗短消息通信鏈路與寬帶衛(wèi)星通信鏈路控制信息的判斷邏輯，使無(wú)人機(jī)平臺(tái)能夠自動(dòng)進(jìn)入或退出超視距應(yīng)急備份控制狀態(tài)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明基于北斗短消息的無(wú)人機(jī)控制方法的工作原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。

在超視距通信條件下，無(wú)人機(jī)需要在超視距通信范圍使用通信鏈路對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。在無(wú)人機(jī)控制方法中為保證無(wú)人機(jī)控制的安全性，需要設(shè)置應(yīng)急備份控制。在本實(shí)施例中，一種基于北斗短消息的無(wú)人機(jī)控制方法，包括以下過(guò)程：建立衛(wèi)星通信鏈路，地面指揮控制站通過(guò)衛(wèi)星通信鏈路以及衛(wèi)星通信鏈路機(jī)載終端將無(wú)人機(jī)控制指令發(fā)送至無(wú)人機(jī)的飛管計(jì)算機(jī)；建立北斗短消息通信鏈路，地面指揮控制站通過(guò)北斗短消息通信鏈路以及北斗短消息機(jī)載終端將無(wú)人機(jī)控制指令發(fā)送至無(wú)人機(jī)的飛管計(jì)算機(jī)；飛管計(jì)算機(jī)對(duì)來(lái)自衛(wèi)星通信鏈路和北斗短消息通信鏈路的無(wú)人機(jī)控制指令進(jìn)行判斷邏輯選擇；如果寬帶衛(wèi)星通信鏈路正常，飛管計(jì)算機(jī)使用衛(wèi)星通信鏈路的無(wú)人機(jī)控制指令進(jìn)行平臺(tái)控制，如果寬帶衛(wèi)星通信鏈路故障，啟用北斗短消息通信鏈路的通信機(jī)制，采用北斗短消息通信鏈路的無(wú)人機(jī)控制指令進(jìn)行平臺(tái)控制；輸出控制指令到對(duì)應(yīng)設(shè)備。地面指揮控制站可通過(guò)北斗通信鏈路與寬帶衛(wèi)通鏈路對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行控制，一般情況下無(wú)人機(jī)飛管計(jì)算機(jī)優(yōu)選接收寬帶衛(wèi)星通信鏈路上傳的控制指令信息完成對(duì)無(wú)人機(jī)的控制，當(dāng)寬帶衛(wèi)通鏈路故障時(shí)，北斗短消息通信鏈路可以作為無(wú)人機(jī)超視距控制的應(yīng)急備份鏈路，并在應(yīng)急狀態(tài)下通過(guò)地面指揮控制站實(shí)時(shí)發(fā)送北斗短消息指令完成對(duì)無(wú)人機(jī)平臺(tái)的控制。

所述北斗短消息通信鏈路包括北斗短消息地面終端、北斗衛(wèi)星系統(tǒng)和北斗地面總站，所述地面指揮控制站將無(wú)人機(jī)控制指令發(fā)送給北斗短消息地面終端，北斗短消息地面終端將控制指令對(duì)外發(fā)送，控制指令經(jīng)過(guò)地球同步軌道的北斗衛(wèi)星傳輸至北斗地面總站，北斗地面總站再將控制指令發(fā)送至地球同步軌道的北斗衛(wèi)星并通過(guò)北斗衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)至無(wú)人機(jī)上的北斗短消息機(jī)載終端。北斗短消息機(jī)載終端將該控制指令發(fā)送至飛管計(jì)算機(jī)；同時(shí)，地面指揮控制站通過(guò)寬帶衛(wèi)星通信鏈路將無(wú)人機(jī)控制指令發(fā)送至飛管計(jì)算機(jī)，飛管計(jì)算機(jī)對(duì)來(lái)自北斗短消息通信鏈路與衛(wèi)星通信鏈路的信息進(jìn)行選擇使用，從而完成超視距對(duì)無(wú)人機(jī)的控制。

無(wú)人機(jī)平臺(tái)的狀態(tài)信息需要實(shí)時(shí)的往地面指揮控制站傳送，才能實(shí)現(xiàn)地面控制站對(duì)無(wú)人機(jī)的監(jiān)控。所述基于北斗短消息的無(wú)人機(jī)控制方法，還包括以下過(guò)程：飛管計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)將無(wú)人機(jī)平臺(tái)當(dāng)前狀態(tài)信息傳輸至北斗短消息機(jī)載終端，北斗短消息機(jī)載終端通過(guò)地球同步軌道的北斗衛(wèi)星及北斗地面總站將該狀態(tài)信息發(fā)送至北斗短消息地面終端，北斗短消息地面終端將無(wú)人機(jī)平臺(tái)信息發(fā)送至地面指揮控制站；飛管計(jì)算機(jī)同時(shí)通過(guò)寬帶衛(wèi)星通信鏈路將無(wú)人機(jī)控平臺(tái)當(dāng)前狀態(tài)信息傳輸至地面指揮控制站。該過(guò)程使地面指揮控制站可以對(duì)無(wú)人機(jī)飛行全過(guò)程的信息監(jiān)控。

建立合理的北斗短消息通信鏈路的通信機(jī)制，才能保證北斗短消息通信鏈路對(duì)無(wú)人機(jī)控制的效率以及可靠性。所述北斗短消息通信鏈路的通信機(jī)制的具體過(guò)程為：（1）指揮控制站在北斗短消息地面終端上電后，發(fā)送北斗短消息地面終端狀態(tài)查詢命令，獲取北斗短消息地面終端信息發(fā)送頻度（1次/分鐘；1次/30秒；1次/10秒；1次/1秒）以及狀態(tài)反饋周期（反饋周期默認(rèn)為1s）；（2）建立北斗短消息地面終端與機(jī)載終端的無(wú)線鏈路通信，北斗短消息機(jī)載終端將通信鏈路各狀態(tài)信息向飛管計(jì)算機(jī)進(jìn)行周期性回報(bào)，飛管計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后將無(wú)人機(jī)平臺(tái)信息及北斗短消息通信鏈路信息組成狀態(tài)信息回報(bào)幀，周期性傳至北斗短消息機(jī)載終端，并回報(bào)至地面指揮控制站；用于無(wú)人機(jī)飛行全過(guò)程對(duì)無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)重要信息監(jiān)控；（3）當(dāng)超視距通信范圍寬帶衛(wèi)星通信鏈路出現(xiàn)通信故障，無(wú)人機(jī)需要在超視距進(jìn)行應(yīng)急控制，地面指揮控制站根據(jù)北斗短消息地面終端信息的發(fā)送頻度以對(duì)應(yīng)頻度發(fā)送無(wú)人機(jī)應(yīng)急控制指令幀；該指令幀發(fā)送成功后北斗短消息地面終端回報(bào)發(fā)送成功反饋信息，若回報(bào)發(fā)送未成功則地面指揮控制站重新發(fā)送；（4）北斗短消息機(jī)載終端接收北斗短消息地面終端發(fā)送的應(yīng)急控制指令幀，并將所述應(yīng)急控制指令幀發(fā)送給飛管計(jì)算機(jī)；（5）飛管計(jì)算機(jī)根據(jù)鏈路使用判斷邏輯選擇，在衛(wèi)星通信鏈路故障的情況下自動(dòng)使用北斗短消息機(jī)載終端轉(zhuǎn)發(fā)的應(yīng)急控制指令幀進(jìn)行平臺(tái)應(yīng)急控制。

所述狀態(tài)信息回報(bào)幀的幀格式為：同步字1（0xaa）、同步字2(0x55)、通訊狀態(tài)字、北斗短消息機(jī)載終端地址(范圍0~2097151)、北斗短消息機(jī)載終端狀態(tài)、無(wú)人機(jī)平臺(tái)狀態(tài)、校驗(yàn)。其中同步字1、同步字2為幀頭；所述通信狀態(tài)字的內(nèi)容為北斗短消息通信鏈路的通訊狀態(tài)，用于表示飛管計(jì)算機(jī)與北斗短消息機(jī)載終端數(shù)據(jù)通訊狀態(tài)（故障/正常）；所述北斗短消息機(jī)載終端狀態(tài)的內(nèi)容為北斗短消息機(jī)載終端狀態(tài)信息，包括北斗短消息機(jī)載終端處理芯片狀態(tài)、天線狀態(tài)、通道狀態(tài)、主板狀態(tài)、使用北斗衛(wèi)星波束狀態(tài)等內(nèi)容；所述無(wú)人機(jī)平臺(tái)狀態(tài)的內(nèi)容為無(wú)人機(jī)平臺(tái)重要狀態(tài)信息，包括：飛機(jī)位置信息、發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)、飛行模態(tài)、目標(biāo)航路點(diǎn)、各鏈路通信狀態(tài)等重要狀態(tài)信息；所述校驗(yàn)的內(nèi)容為和校驗(yàn)，字節(jié)序號(hào)第0~74所有字節(jié)和取低8位。

所述應(yīng)急控制指令幀的幀格式為：幀頭1（0x24）、幀頭2（0x54）、幀頭3、（0x58）幀頭4（0x53）、幀頭5（0x51）、幀長(zhǎng)度、北斗短消息地面終端地址(范圍0~2097151)、通信信息類(lèi)別(0x46)、北斗短消息機(jī)載終端地址(范圍0~2097151)、電文長(zhǎng)度、應(yīng)答標(biāo)識(shí)(0x00)、電文內(nèi)容、校驗(yàn)。所述幀長(zhǎng)度的內(nèi)容為本幀長(zhǎng)度，固定值，表示整幀長(zhǎng)度96字節(jié)；所述通信信息類(lèi)別(0x46)表示本幀為報(bào)文普通通信格式、傳輸內(nèi)容為代碼；所述電文長(zhǎng)度的內(nèi)容為電文內(nèi)容長(zhǎng)度，固定值，表示電文內(nèi)容長(zhǎng)度為78字節(jié)；所述應(yīng)答標(biāo)識(shí)(0x00)表示北斗短消息機(jī)載終端對(duì)該幀的應(yīng)答狀態(tài)；所述電文內(nèi)容的內(nèi)容為應(yīng)急控制指令，數(shù)據(jù)內(nèi)容包括用于無(wú)人機(jī)超視距應(yīng)急控制指令：如發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)急啟動(dòng)、應(yīng)急返航、航路點(diǎn)切換等重要控制指令；所述校驗(yàn)的內(nèi)容為和校驗(yàn)，字節(jié)序號(hào)第0~94所有字節(jié)和取低8位。

本發(fā)明并不局限于前述的具體實(shí)施方式。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說(shuō)明書(shū)中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過(guò)程的步驟或任何新的組合。如果本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神所做的非實(shí)質(zhì)性改變或改進(jìn)，都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求保護(hù)的范圍。