[发明专利]一种无人机多目标测控装置及方法

说明书

本发明提出一种无人机多目标测控装置及方法，包括n个无人机飞控机、n个含有定时发送模块的机载北斗终端、北斗卫星、北斗卫星地面中心站、含有卡号端口映射模块的地面北斗终端机和n个地面操控台。本发明在机载北斗终端中增加定时器模块，定时发送周期内最后一帧遥测信息，保证了在SIM卡等级限制范围内遥测信息以最高效率和实时性进行传输。

技术领域

本发明涉及一种无人机多目标测控装置及方法，特别是涉及一种基于北斗卫星的无人机多目标测控装置及方法，属于遥测遥控技术领域。

背景技术

部署在地球同步轨道上的五颗北斗一代卫星，通过加装有源收发装置，在实现导航功能的同时，也集成了卫星通信功能。它能够为亚太地区的所有用户提供每条不大于240Bytes的数据接入服务，通信频次最快1s/次。虽然数据通信频次和信息量受限，但北斗短信系统范围广、接通能力强，在国内数据实时性要求不高的无人靶机、支线客机以及部分民用无人机上已经有了广泛的应用。

每一台北斗短信终端都通过其安装的一张北斗SIM卡唯一标识。每一条北斗短消息中，包括发送卡号、目标卡号和数据内容。北斗短信终端的数据接收不受限制，但数据发送频次与SIM卡等级相关。民用卡的发送频次为60s/次，军用卡的发送频次最快1s/次。

SIM卡通信频次限制通过以下途径实现：t0时刻北斗终端1将信息发送给北斗终端2，北斗终端2成功收取。按照SIM卡等级，北斗终端1下一个有效发送时刻最早为t0+T。在t0～t0+T时间段内，北斗终端1发送的任何信息在卫星转发的过程中都会被系统剔除，从而实现了SIM卡发送频次限制。

北斗短信终端的常用方法为一对一的双向通信或多对一的单向通信。但是在无人机多目标测控系统中，需要进行一站对多机的双向通信。使用多套一对一北斗通信系统，会造成地面北斗终端数量过大，资源浪费。使用多对一的单向通信，地面北斗终端仅能接收机载北斗遥测信息，无法发送有效的遥控指令。同时，由于SIM卡等级限制，传统的北斗短信系统采用定时发送的方法，在无人机遥控指令实时性要求较高的情况下，此类发令方法无法满足实时性要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供了一种使用北斗短信进行高效实时多目标双向通信的无人机多目标测控装置及方法，有效解决了传统北斗短信系统无法一对多双向实时通信的问题。

本发明的技术解决方案：一种无人机多目标测控装置，包括n个无人机飞控机、n个含有定时发送模块的机载北斗终端、北斗卫星、北斗卫星地面中心站、含有卡号端口映射模块的地面北斗终端机和n个地面操控台，所述的卡号端口映射模块包括机载SIM卡号与遥测遥控端口映射关系和地面操控台与遥测遥控端口映射关系，实现无人机与地面操控台的一一映射，所述的定时发送模块按照机载北斗终端的SIM卡等级允许的最快发送周期定时发送距离发送时刻最近的遥测信息；

所述的无人机飞控机将遥测信息按照周期发送至机载北斗终端，机载北斗终端通过定时发送模块将遥测信息发送到北斗卫星，北斗卫星将接收到的遥测信息发送到地面北斗终端机，地面北斗终端机根据卡号端口映射模块中的卡号端口映射关系，将遥测信息发送给相应的地面操控台；

所述的地面操控台将遥控信息发送给地面北斗终端机，地面北斗终端机根据卡号端口映射模块中的卡号端口映射关系，将遥控信息发送给北斗卫星，北斗卫星将收到的遥控信息发送到北斗卫星地面中心站，北斗卫星地面中心站判断发送或是剔除该遥控信息，若判定为发送，北斗卫星将遥控信息发送给相应的机载北斗终端，飞控机提取遥控信息将其插入到遥测信息中，通过定时发送模块在下一个发送周期发送给对应的地面操控台，地面操控台对遥测信息进行提取和比对，判断遥控信息是否发送成功，若没有发送成功则重新发送。

所述的北斗卫星地面中心站通过SIM卡通信频次限制来判断是否剔除遥控信息，SIM卡通信频次限制为本领域公知技术。

所述的地面北斗终端使用网络通信，机载北斗终端支持串口、总线、光纤等多种通信方式，地面操控台与地面北斗终端采用UDP组播的通信模式。