[发明专利]一种低空飞行器安全管控系统及方法

说明书

本发明公开了一种低空飞行器安全管控系统，包括全球定位解码模块、飞控管控单元、惯性导航组件、扩展卡尔曼滤波器和舵机控制器；惯性导航组件与扩展卡尔曼滤波器相连；舵机控制器与扩展卡尔曼滤波器相连；飞控管控单元分别与全球定位解码模块和扩展卡尔曼滤波器相连，用于接收飞行器的实时位置信息和实时速度信息以判断飞行器是否位于预设授权空域内，并在不位于预设授权空域内启动管制预案。本发明还公开了一种方法，包括：S01、获取飞行器的实时位置信息和实时速度信息；S02、将实时位置信息和实时速度信息与预设授权空域数据进行比对，如飞行器不位于预设授权空域内，则启动管制预案。本发明的系统及方法均具有成本低、可靠性高等优点。

技术领域

本发明主要涉及飞行器技术领域，特指一种低空飞行器安全管控系统及方法。

背景技术

低空飞行器管控是关系到国家安全的战略问题。如图1所示，飞行器飞控原理为：飞行器的定位导航系统是飞行器飞控的中枢神经，在飞行器飞行过程中起着非常关键的支撑作用。全球定位导航星座(GPS/BD/Glonass/Galileo)提供的全球定位信息被全球定位解码模块1解析后给出实时位置速度信息后，与飞行器机载的惯性导航组件3的实时数据一起通过扩展Kalman滤波器4通过Kalman滤波方法得到精确的飞行器位置速度等实时导航信息，舵机控制器5据此，可以对比飞控指令进行有效响应，通过飞行器舵机机电系统，实现有序航迹飞行。

目前由于缺乏有效的技术手段，对无人机等低空飞行器一直缺乏有效的监控管理。随着无人机技术的飞速发展，相关行业和个人消费对飞行器的应用需求越来越高，例如，多家物流公司已经从技术上进行了低空飞行器物流货运的实验工作，但是消费级无人机对民航、电力、重要国防目标等构成潜在安全威胁的事件时有发生。加强低空飞行器管理已经成为必须亟待解决的重大安全问题，由于无人机具有低、小、慢等特殊性，在全国大规模布设侦察、反制系统既不现实、也不经济。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种成本低、可靠性高的低空飞行器安全管控系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种低空飞行器安全管控系统，包括

全球定位解码模块，用于获取飞行器的实时位置信息和实时速度信息；

惯性导航组件，用于获取飞行器本体的实时状态数据；

扩展卡尔曼滤波器，用于接收飞行器实时位置信息、实时速度信息和飞行器本体的实时状态数据，以获得飞行器的实时姿态信息；

所述舵机控制器，用于接收实时姿态信息和飞行指令以控制飞行器的飞行；

所述飞控管控单元，位于所述全球定位解码模块与扩展卡尔曼滤波器之间，用于接收飞行器的实时位置信息和实时速度信息以判断飞行器是否位于预设授权空域内，并在飞行器不位于预设授权空域内启动管制预案。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述飞控管控单元包括

禁飞数据存储模块，用于存储所有禁飞区数据；

动态授权数据配置模块，用于动态输入特别授权区数据和动态禁飞区数据；

导航地理信息过滤与处置模块，用于接收全球定位解码模块中飞行器的实时位置信息和实时速度信息，并与禁飞数据存储模块和动态授权数据配置模块中的数据进行比对；和

航迹信息编码加密发送模块，用于将飞行器的航迹状态信息加密并发送至空中管制平台。

所述航迹信息编码加密发送模块通过移动网络或北斗报文卫星进行信息传输。

所述航迹状态信息包括飞行器飞行状态信息和航迹数据。