[发明专利]民用无人机空管系统及采用该系统实现对无人机进行飞行控制的方法

权利要求书

1.民用无人机空管系统，其特征在于，它包括后台管理控制器(1)、局部基站(2)和节点单元(3)；

每个节点单元(3)对应安装在一个无人机上，且每个节点单元(3)对应设有一个身份ID，用于标识其所属的无人机的身份；

节点单元(3)，用于实时的与无人机上的控制器进行通信，并将获取的无人机的飞行数据打包后，从通信链路发送到局部基站(2)；

局部基站(2)，用于对其管理半径内的每个节点单元(3)所对应的无人机进行线路规划和调度，还用于与后台管理控制器(1)进行通信，将无人机的飞行数据传输到后台管理控制器(1)的数据库内；

后台管理控制器(1)，用于核验所有无人机的飞行权限，并根据核验结果发送基站控制帧对局部基站(2)进行管控。

2.根据权利要求1所述的民用无人机空管系统，其特征在于，所述的通信链路包括3G/4G网络、Mesh网络、UHF无线射频通信网络。

3.根据权利要求1所述的民用无人机空管系统，其特征在于，所述的当局部基站(2)的管理半径内节点单元(3)的数量大于或等于3时，局部基站(2)将其管理半径内任意一节点单元(3)预警范围内的其它节点单元(3)的ID发送至所述任意一该节点单元(3)，并通过Mesh网络建立路由表，所述任意一节点单元(3)直接接收其预警范围内的其它节点单元(3)的位置信息。

4.根据权利要求1所述的民用无人机空管系统，其特征在于，所述的节点单元(3)与其所属局部基站(2)的距离大于其所属局部基站(2)的管理半径的2/3时，节点单元(3)通过UHF无线射频通信网络与其所属局部基站(2)进行通信。

5.根据权利要求1所述的民用无人机空管系统，其特征在于，当无人机在城镇区域作业时，使用3G/4G网络与局部基站(2)进行通信。

6.根据权利要求1所述的民用无人机空管系统，其特征在于，当无人机遇到紧急情况时，无人机上的节点单元(3)发送紧急通信帧，使局部基站(2)及时处理紧急情况，且紧急通信帧在通信链路中的传输优先级最高。

7.根据权利要求1所述的民用无人机空管系统，其特征在于，当无人机跨越两个局部基站(2)的管理区时，两个局部基站(2)通过后台管理控制器(1)交换无人机的飞行数据。

8.采用权利要求1所述的民用无人机空管系统实现对无人机进行飞行控制的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

首先，每个局部基站(2)以固定周期发送基站广播帧，处于准备起飞状态的无人机上的节点单元(3)接收基站广播帧，从该基站广播帧中获取局部基站(2)的ID和位置信息，使得处于准备起飞状态的无人机与其所属的局部基站(2)建立通信关系；

其次，准备起飞状态的无人机上的节点单元(3)向其所属的局部基站(2)发送注册请求帧，其所属的局部基站(2)接收到注册请求帧后，向后台管理控制器(1)请求处于准备起飞状态的无人机的信息，后台管理控制器(1)对接收的信息核对权限后，向准备起飞状态的无人机发送控制帧；

准备起飞状态的无人机上的节点单元(3)通过局部基站(2)接收后台管理控制器(1)发出的控制帧，并通过该节点单元(3)解析控制帧中无人机是否被允许起飞的信息，当被告知允许起飞时，准备起飞状态的无人机进行起飞，并根据其所属的局部基站(2)发出的指定任务，自主导航至局部基站(2)指定的高度和位置范围，向目标飞行，无人机在飞行期间以设定的频率向局部基站(2)报告无人机的飞行参数，任务完成后，无人机降落至指定位置，从而完成了对无人机的飞行控制。

9.根据权利要求8所述的采用民用无人机空管系统实现对无人机进行飞行控制的方法，其特征在于，对于航线有重叠的两架无人机，局部基站(2)根据无人机的优先等级制定避让策略，并向后台管理控制器(1)的操作人员发送预警和警告信息。