[发明专利]一种确定无人机机场跑道的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种确定无人机跑道的系统及方法，用于为无人机起飞着陆提供准确的跑道参数。

背景技术

目前公知无人机机场跑道位置及航向信息标定方法使用真实系统(无人机)进行测量(将无人机在已有跑道上人力推动，用于测量无人机的跑道)或使用各种通用测绘手段进行测绘，其自动化程度较低，劳动强度较高，工作效率较低，且标定效果不能快速给出定量评判。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种确定无人机机场跑道的系统及方法，降低机场跑道标定劳动强度，提高工作效率，确保数据有效性。

本发明的技术解决方案是：

一种确定无人机机场跑道的系统，包括：基准站和移动站，

移动站和基准站的结构组成相同，均包含差分GPS板、数传电台板、主控板、电池和机箱；

差分GPS板、数传电台板、主控板和电池均固定在机箱中，电池为差分GPS板、数传电台板和主控板供电，主控板与差分GPS板通过PC104总线连接，主控板与数传电台板通过RS232串行通讯连接；

基准站的差分GPS板用于产生差分码，并通过PC104总线提供给主控板，主控板通过数传电台板将所述差分码发送给移动站，移动站的主控板通过移动站的数传电台接收到所述差分码之后将该差分码提供给移动站的差分GPS板，移动站的差分GPS板根据GPS定位信息和所述差分码生成差分GPS定位信息，并将所述差分GPS定位信息通过PC104总线提供给移动站的主控板用以确定跑道。

基准站和移动站之间通过无线电链路通讯。

一种基于权利要求1所述系统实现的确定无人机机场跑道的方法，步骤如下：

(1)将基准站固定在已有机场附近，并使基准站通电；

(2)基准站的差分GPS板不断采集基准站的GPS位置信息并进行平均计算，直到差分GPS板能够输出差分码，之后基准站向移动站发送该差分码；

(3)将移动站通电，之后监测移动站的差分GPS板是否进入了差分工作模式，当移动站的差分GPS板处于差分工作模式之后，进入步骤(4)；

(4)将移动站置于所述已有机场的跑道中心线上，将跑道中心线六等分，依次在跑道中心线的两端、5个6等分点的位置以及跑道两侧边沿各任取1点的位置采集移动站位置信息，之后进入步骤(5)；

(5)对跑道中心线上7个位置点的最终位置进行线性最小二乘拟合，并计算7个位置点的最终位置与拟合结果之间的均方根；计算跑道边沿两点到拟合结果的距离之和作为无人机机场跑道宽度的计算值，计算跑道中心线两端之间的距离作为无人机机场跑道长度的计算值；

(6)若步骤(5)中计算出的均方根小于1米、无人机机场跑道宽度的计算值与已有机场的跑道宽度之间的误差小于1米并且无人机机场跑道长度的计算值与已有机场的跑道长度之间的误差也小于1米，则无人机机场跑道的长度即为跑道中心线两端之间的距离、无人机机场跑道宽度即为跑道边沿两点到拟合结果的距离之和、无人机机场跑道的中心线即为线性最小二乘拟合的结果。

所述步骤(4)中采集移动站位置信息具体通过如下步骤进行：

(4.1)对第一个位置点采集50次移动站位置信息；

(4.2)根据采集到的50次移动站位置信息计算方差，若方差大于等于1米，则在该位置点从新采集50次移动站位置信息并计算方差，直到方差小于1米，对最新50次采集的移动站位置信息进行平均，以平均值作为该位置点的最终位置；

(4.3)对其余位置点均采集50次移动站位置信息，并进行步骤(4.2)的操作，直到每个位置点的移动站位置信息的方差均小于1米，并计算各个位置点的最终位置。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)本发明中移动站/基准站构成一致，可以相互作为备件；

(2)本发明中机场跑道数据测量和处理的效果可以即时定量评判；

(3)本发明中的移动站和基准站均为可单人手持的便携式设备，降低人员的劳动强度，提高工作效率，保证数据质量；

附图说明

图1为本发明系统架构示意图；

图2机场跑道确定方法流程图；

图3机场跑道确定方法测点分布图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的详细描述。