[发明专利]一种基于无人机编队中继的卫星通信对星方法和系统

说明书

本发明涉及卫星通信领域，公开了一种基于无人机编队中继的卫星通信对星方法和系统，其技术方案要点是卫星地面站在受到障碍物遮蔽无法对星后，与无人机编队达成协作连接；在卫星地面站和无人机编队达成协作连接后，控制无人机编队排成“1”字形移动寻找并接近与卫星地面站直视的位置；当无人机编队在移动中遇到障碍物后，通过绕障控制方法控制无人机编队进行队形变换，使得无人机编队中具备直视卫星的对星无人机和直视卫星地面站的对地无人机；控制对星无人机调整上行卫星天线获得卫星信标信号，并通过无人机编队传给对地无人机，再由对地无人机发送给卫星地面站实现对星。

技术领域

本发明涉及卫星通信领域，更具体地说，它涉及一种基于无人机编队中继的卫星通信对星方法和系统。

背景技术

由于卫星通信的使用场景复杂，用户使用卫星地面站时，遇到障碍物遮蔽无法对星时，可以通过无人机编队来中继，实现对星操作。所以，在应急通信背景下，使用无人机编队中继的卫星通信时，可以克服地面站选址难，信号容易被遮蔽的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于无人机编队中继的卫星通信对星方法和系统，在存在障碍物遮蔽的情况下，能够高质量的完成卫星地面站和卫星之间的对星操作。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于无人机编队中继的卫星通信对星方法，包括如下步骤：

卫星地面站在受到障碍物遮蔽无法对星后，向非屏蔽方向发出搜索信号，请求与当前空域的无人机编队达成协作连接；

当前空域的所述无人机编队收到所述搜索信号，且与所述卫星地面站达成协作连接；

在所述卫星地面站和所述无人机编队达成协作连接后，控制所述无人机编队排成“1”字形移动寻找并接近与卫星地面站直视的位置；

当所述无人机编队在移动中遇到障碍物后，通过绕障控制方法控制无人机编队进行队形变换，使得无人机编队中具备直视卫星的对星无人机和直视卫星地面站的对地无人机；

控制对星无人机调整上行卫星天线获得卫星信标信号，并通过所述无人机编队传给对地无人机，再由对地无人机发送给卫星地面站实现对星。

作为本发明的一种优选技术方案，所述无人机编队包括有若干个队员无人机，所述队员无人机的通信模块包括搜索器、感知器以及控制器，所述搜索器包含下行卫星天线和上行卫星天线，所述下行卫星天线用于搜索所述卫星地面站，所述上行卫星天线用来搜索卫星信标信号，所述感知器用来所述队员无人机在无人机编队内部进行双向通信，所述控制器用来控制所述队员无人机的飞行轨迹和所述队员无人机在无人机编队内的位置。

作为本发明的一种优选技术方案，在无人机编队进行移动时，每个队员无人机都实时计算与其他队员无人机的距离，并存入距离信息矩阵，相邻的队员无人机之间的距离至少为预设安全距离。

作为本发明的一种优选技术方案，所述无人机编队排成“1”字形时，离地面距离最长的无人机作为编队头机，离地面距离最短的无人机作为编队尾机，位于编队头机和编队尾机之间的无人机为中继无人机，所述编队头机的控制器为整个无人机编队的控制中心。

作为本发明的一种优选技术方案，所述中继无人机的数量至少为1。

作为本发明的一种优选技术方案，所述绕障控制方法为：无人机编队采用“1”字形编队在目标区域移动，编队头机收集队员无人机的搜索器的下行卫星天线的接收信号强度，按照编队头机到编队尾机的顺序，形成地面站搜索信号接收强度队列，其中为编队头机接收信号强度，为编队尾机接收信号强度，其余为对应位置的中继无人机的接收信号强度；