[发明专利]一种基于无人机和移动地面站的无线电频谱监测与定位装置和方法

权利要求书

1.一种基于无人机和移动地面站的无线电频谱监测与定位方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1、确定监测区域，将相应电子地图上传移动地面站；

步骤2、移动地面站根据电子地图和监控频段设计频谱监测实施方案，并将飞行路径规划图显示在电子地图上；

步骤3、无人机升空，按照设计的频谱监测实施方案进行飞行，接收无线电信号并进行分析，每隔一定时间向移动地面站传回数据信号，包括信号分析结果、位置信息和无人机飞行姿态信息；

步骤4、移动地面站接收无人机发送来的信号，解调信号获取数据，在电子地图上更新无人机的当前位置；

步骤5、移动地面站对功率满足触发阈值的频点，记录其对应的信息，包括：信号分析结果、位置信息和无人机飞行姿态信息；

步骤6、依据多点无线电测量的分析结果进行无线电信号源的定位，并将可能的位置范围显示在电子地图上；

步骤7、针对可疑无线电信号源，通过修改无人机飞行路径，并重复执行步骤4-6对特定区域进行精确搜查，逐步缩小信号源的可能存在位置范围，直至确认；

步骤8、逐个确认可疑无线电信号源位置之后，频谱监测无人机返航。

2.根据权利要求1所述的一种基于无人机和移动地面站的无线电频谱监测与定位方法，其特征在于：步骤2中，所述的移动地面站根据电子地图和监控频段设计频谱监测实施方案，包括以下步骤：

(1)设置飞行高度；

(2)设置监测频段和触发阈值；

(3)生成基于电子地图的无人机飞行路径规划；

(4)通过移动地面站确认和修改频谱监测实施方案。

3.根据权利要求1所述的一种基于无人机和移动地面站的无线电频谱监测与定位方法，其特征在于：步骤7中，所述的可疑无线电信号源为监测频段内信号功率超过触发阈值的频点所对应的无线电信号源。

4.根据权利要求1所述的一种基于无人机和移动地面站的无线电频谱监测与定位方法，其特征在于：步骤7，包括以下步骤：

(1)移动地面站将步骤6中无线电信号源的可能位置范围作为特定区域；

(2)移动地面站设定特定区域的中心位置为搜索中心，记录当前位置为搜索起点；

(3)移动地面站通过搜索中心和搜索起点生成新的飞行路径，优先执行；

(4)判断可能位置的精度是否满足要求，若满足则让无人机回到搜索起点，按原来飞行路径飞行，否则重复以上步骤。

5.一种基于无人机和移动地面站的无线电频谱监测与定位装置，其特征在于：包括频谱监测无人机和移动地面站；

所述频谱监测无人机包括：

机载无线电接收模块：用于接收第一特定频段的无线电信号，对频段内无线电信号进行分析，提取的结果包括：天线指向、带宽、强度、时域信号、频谱形态；

机载无线电发送模块：用于发射经过处理后的包括位置信息、飞行姿态和机载无线电接收模块分析结果在内的第二特定频段的无线电信号至移动地面站；

机载遥控模块：用于接收来自移动地面站的控制信号，控制无人机的飞行姿态和飞行路径规划；

N轴陀螺仪：用于监测包括高低角、方位角以及飞机机头方向在内的飞行姿态；

定位模块：用于记录无人机的位置信息；

存储模块：用于第一特定频段实时采集与分析数据保存；

机载数字信号处理模块：用于与机载无线电发送模块、机载遥控模块、N轴陀螺仪、定位模块、储存模块连接以及相应信号的处理；

所述移动地面站包括：

频谱监测实施方案生成模块：用于设计生成频谱监测实施方案，根据电子地图、飞行高度、检测频段和记录门限，产生无人机飞行路径规划方案；

无人机遥控模块：用于在移动地面站控制无人机的飞行路径规划和飞行姿态；

地面无线电接收模块：用于接收第二特定频段无线电信号；

外设模块：用于提供外部装置，所述外设模块包块显示装置、存储装置、接口装置和控制装置中的一种或者多种；

地面数字信号处理模块：用于对第二特定频段无线电信号进行解调，以及与频谱监测实施方案生成模块、无人机遥控模块、地面无线电接收模块和外设模块的连接以及对应信号的处理。