[发明专利]一种无人机遥控链路中断的判断与处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无人机遥控链路中断的判断与处理方法，属于无人机自动控制领域。

背景技术

无人机系统按照功能，主要由四部分组成：飞行器系统、无线电测控系统、任务设备系统、综合保障系统。无人机的无线电测控系统通常就是无人机数据链系统；按数据传输方向的不同可分为上行链路和下行链路。上行链路主要完成地面站至无人机的遥控指令的发送和接收，一般也称为遥控链路；下行链路主要完成无人机至地面终端的遥测数据、红外或电视图像的发送和接收以及跟踪定位信息的传输，一般也称为遥测链路。准确性、精确度和可靠性将直接影响地面人员对无人机的控制效果，影响飞行安全，是衡量一套测控系统性能的重要指标。如果遥控链路中断，会造成对飞机的失控；因此在数据链的链接时间、传输速率、保密性、抗干扰能力、可靠性、可维护性和可操作性等方面提出了诸多技术上的要求，国内外在此方面的研究人员对此进行了深入研究，并已经取得了诸多成果。

从另外一个方面来看，数据链不可避免地存在着可靠性问题，若遥测链路发生中断，即地面人员无法实时了解飞机的状态，但飞机并不知道遥测链路发生中断，因此无计可施；若遥控链路发生中断，即遥控指令不能发送至飞机，此时，飞机可以根据接收的遥控数据帧获悉遥控链路发生了中断。因此，对于遥控链路发生中断的情况，可以从飞行控制与管理的角度出发，采取一些适当的保护和补救措施；虽然是一种从属和被动方式，但也不失为一种提高飞行安全的有效途径和方法，是应对数据链中断故障的最后屏障。

发明内容

本发明的目的是提供一种无人机遥控链路中断的判断与处理方法，利用该方法，在遥控数据链发生中断时，能够根据飞机的状态及时应对，提高飞行安全性。

为实现这样的目的，本发明的构思是：第一，在链路通讯正常的情况下，飞行控制与管理计算机所获得的遥控数据帧是实时刷新的；如果链路发生中断，则该数据帧不会刷新，因此可充分利用这一特点，根据遥控数据帧的刷新状态来实时监控遥控数据链路的通讯状态；第二，根据无人机当时的具体情况采取补救和保护措施，包括自动执行一些在链路正常时，原本由地面操控人员操作的控制指令等。

所述的无人机遥控链路中断的判断与处理方法包括以下四个步骤：链路中断判断、链路中断等待处理、链路中断难复处理、链路中断恢复处理。

步骤一：链路中断判断

根据遥控数据链路的特性，将链路状态划分为四种：链路正常、中断等待、中断难复、链路恢复。如果持续T1时间仍收不到遥控数据帧，则链路状态判为“中断等待”；在链路中断等待过程中，若T3时间内持续收到遥控数据帧，则链路状态判为“链路恢复”；如果持续T2时间仍收不到遥控数据帧，则链路状态判为“中断难复”；在链路中断难复过程中，若T4时间内持续收到遥控数据帧，则链路状态判为“链路恢复”。一般T2＞T1，T4＞T3，T4＞T1。

中断等待被认为是链路由于某种原因发生短时间的中断，属于偶尔出现的情况，此时若链路恢复正常仍可继续中断前的任务；中断难复被认为是链路确实存在某种问题引起长时间中断，即使链路恢复正常，仍存在不可靠的因素，不应该盲目继续原来的任务，此时可由地面操控人员作出决定和并采取相应的处置措施。T1、T2、T3、T4的选定需要依据测控数据链的抗干扰能力、可靠性等性能来决定。需要特别指出的是，测控数据链有时会出现短时间频繁中断现象，T1、T2、T3、T4的选择应该使得能排除这种情况，否则将造成链路状态的频繁切换，继而可能引起飞机状态的频繁切换，导致不安全事件发生。

步骤二：链路中断等待处理

根据步骤一，如果链路状态判断结果为“中断等待”，此时，链路进入中断等待状态，根据无人机当时的具体状态及时采取应对保护措施。

1)当无人机为非自主控制状态时，则自动切换为自主控制状态，然后执行2)；

2)当无人机为自主控制状态时，则

i)当无人机在五边航线飞行，则保持在五边航线飞行；

ii)当无人机正在起飞滑跑时，若空速小于离地保护速度，则自动收油门，控制发动机停车，之后将飞行控制与管理计算机复位。其中，离地保护速度是指在该速度收油门时，能确保飞机不会离地，比飞机离地速度小一些，随飞机类型和重量不同而不同；

iii)当无人机正在着陆滑跑时，则自动收油门，控制发动机停车，之后将飞行控制与管理计算机复位。

步骤三：链路中断难复处理

根据步骤一，如果链路状态判断结果为“中断难复”，此时，链路进入中断难复状态，根据无人机当时的具体状态及时采取应对保护措施。

1)如果无人机正在巡航飞行，则终止任务，自动控制无人机返航；