[发明专利]一种飞行器定向天线跟踪定位装置

权利要求书

1.一种飞行器定向天线跟踪定位装置，其特征在于：包括地面自跟踪终端，地面自跟踪终端包括平板天线全向跟踪模块和视频流显示终端；平板天线全向跟踪模块获取飞行数据流保持全角度、高度跟踪指向，所述视频流显示终端用于地面自跟踪终端对飞行器摄像机视频流输出，对画面进行存储录制；

平板天线全向跟踪模块包括基座（1），基座（1）内安装有跟踪云台主控板、旋转驱动器（2），旋转驱动器（2）上连接有位于其上方的水平的平台驱动齿轮（3），平台驱动齿轮（3）和平台从动齿轮（4）啮合，平台从动齿轮（4）上方连接有水平的旋转平台（5），旋转平台上安装有俯仰驱动器，俯仰驱动器连接有俯仰驱动齿轮（6），俯仰驱动齿轮（6）在竖直方向上旋转，俯仰驱动齿轮（6）和俯仰从动齿轮（7）啮合，俯仰从动齿轮（7）上连接有天线支架（8），天线支架（8）上固定有平板天线，跟踪云台主控板和旋转驱动器、俯仰驱动器连接，旋转平台上还安装有电子罗盘传感器，电子罗盘传感器和跟踪云台主控板连接，旋转电位器安装在俯仰从动齿轮上，旋转电位器和跟踪云台主控板连接；

平板天线全向跟踪模块中全角度、高度跟踪指向方法包括以下步骤：飞行器起飞前与地面自跟踪终端处于同一位置，通过飞行数据下行链路获取飞行器GPS绝对坐标位置为初始位置；飞行器起飞后，获取飞行器GPS绝对坐标系中实时位置特征点对应的位置坐标为实时参考位置，位置计算函数以初始位置和实时参考位置为已知量，相对角度移动为自变量，计算水平和垂直角度作为位置预估系统基础输入参数值；根据飞行器位置速度数据与飞行器实时参考位置由位置预估系统内预设函数运算，根据位置预估系统进行处理，地面自跟踪终端将预测飞行器的运动，以使天线尽可能指向其实际位置，而非最后数据接收位置，基于基础输入参数值补偿数据传输时间所产生的飞行器实际位置数据偏差；根据位置预估系统增益系数、运行模式，解算得到定向天线水平和垂直角度作为最终运动参数；跟踪云台主控板将计算出的水平角度传输给旋转驱动器，将计算出的垂直角度传输给俯仰驱动器，旋转驱动器驱动旋转平台进行360度全向旋转，保持飞行器全角度跟踪指向；电子罗盘传感器随旋转平台转动,保持平板天线跟踪角度,确定旋转平台旋转到位；俯仰驱动器驱动平板天线俯仰，保持平板天线跟踪角度，保持飞行器高度跟踪，旋转电位器跟随俯仰从动齿轮旋转，旋转电位器电压的变化反应相应的旋转角度，确定俯仰从动齿轮旋转到位。

2.根据权利要求1所述的一种飞行器定向天线跟踪定位装置，其特征在于，所述位置预估系统模式1为：地面自跟踪终端每次接收到新的实时位置特征点，均执行预估计算，地面自跟踪终端收到飞行器上一时刻实时参考位置A，使用此时实时参考位置U中的坐标来估计飞行器在两个位置之间采取的速度和航向，并应用增益因子得到预估距离的值，即飞行器可能会移动到估计位置E。

3.根据权利要求2所述的一种飞行器定向天线跟踪定位装置，其特征在于，所述位置预估系统模式2为：当地面自跟踪终端接收到新的实时位置特征点，不会立即进行估算，而是定期进行估算，时间计数器达到设定值，在使用已接收的最后实时参考位置的坐标以规则的间隔执行估算。

4.根据权利要求3所述的一种飞行器定向天线跟踪定位装置，其特征在于，所述系统位置预估系统模式3为模式1和2的混合，既在接收到新的位置数据时进行位置预估，又在计时器到达估计频率时进行估计。

5.根据权利要求4所述的一种飞行器定向天线跟踪定位装置，其特征在于，地面自跟踪终端还包括人机交互显示模块，所述人机交互显示模块用于地面自跟踪终端运行模式设置、飞行器状态检测。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种飞行器定向天线跟踪定位装置，其特征在于，平板天线全向跟踪模块获取飞行数据流有两种方式，一种方式通过飞行器遥控设备获取，飞行器遥控设备再通过蓝牙传给平板天线全向跟踪模块，另一种方式通过跟踪定位装置内独立的数传模块自行获取飞行数据。

7.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种飞行器定向天线跟踪定位装置，其特征在于，该装置包括显示屏、按键和指示灯，跟踪云台主控板执行信号处理运算，当装置运行时，所述显示屏通过总线和跟踪云台主控板通讯。