[发明专利]系留无人机跟随车载平台方法及使用该方法的系留无人机

说明书

本发明提供一种系留无人机精确跟随车载平台方法及使用其的系留无人机。其中，方法包括：安装于地面工作站的第一GPS接收机获取所述地面工作站的三维位置数据并解算出地面工作站的三维位置坐标P_{ground (X,Y,Z)}；三维位置坐标Pground _(X,Y,Z)通过线缆传递到安装于系留无人机的第二GPS接收机；第二GPS接收机获取所述系留无人机的三维位置数据，并解算出系留无人机的三维位置坐标P_aero(X,Y,Z)；三维位置坐标P_{ground (X,Y,Z)}对三维位置坐标P_{aero (X,Y,Z)}进行改正和差分，得到地面工作站与系留无人机之间的相对位置坐标P_{relative (X,Y,Z)}；相对位置坐标P_{relative (X,Y,Z)}被传递到控制单元。

技术领域

本发明属于系留无人机技术领域。更具体地，本发明涉及一种基于差分GPS(differential GPS，DGPS)精确定位的方法，从而使系留无人机精确跟随地面车辆的系统。

背景技术

系留无人机是指地面车载平台和系留无人机通过线缆连接起来的系统，地面车载平台通过线缆不间断地为系留无人机供电，从而实现系留无人机能够长时间不间断地进行空中监视和应急通讯等作业。同时，线缆的存在可以保证大数据量的数据及视频等信息实时、稳定地在系留无人机与地面车载平台之间传递。

当携载地面车载平台的车辆或其他运输载体在地面移动时，为保证线缆不被损坏并尽可能扩大作业面积，需要位于空中的系留无人机实时、精确地跟随车辆同步移动。

发明内容

本发明提供一种基于差分GPS的系留无人机跟随地面工作站的方法，包括：安装于地面工作站的第一GPS接收机获取所述地面工作站的三维位置数据并解算出所述地面工作站的三维位置坐标P_{ground (X,Y,Z)}；所述三维位置坐标P_{ground (X,Y,Z)}通过线缆传递到安装于系留无人机的第二GPS接收机；所述第二GPS接收机获取所述系留无人机的三维位置数据，并解算出所述系留无人机的三维位置坐标P_{aero (X,Y,Z)}；所述三维位置坐标P_{ground (X,Y,Z)}对所述三维位置坐标P_{aero (X,Y,Z)}进行改正和差分，得到所述地面工作站与所述系留无人机之间的相对位置坐标P_{relative (X,Y,Z)}；所述相对位置坐标P_{relative (X,Y,Z)}被传递到控制单元；其中，所述相对位置坐标P_{relative (X,Y,Z)}反应了所述系留无人机的将要到达的下一位置。

本发明进一步提供一种能够精确跟随地面工作站的系留无人机，其包括安装于所述地面工作站的第一GPS接收机，其能够获取所述地面工作站的三维位置数据并解算出所述地面工作站的三维位置坐标P_{ground (X,Y,Z)}；安装于所述系留无人机的第二GPS接收机，其能够获取所述系留无人机的三维位置数据，并解算出所述系留无人机的三维位置坐标P_{aero (X,Y,Z)}；连接所述系留无人机和所述地面工作站的线缆，其将所述三维位置坐标P_{ground (X,Y,Z)}通过线缆传递到所述第二GPS接收机；控制所述系留无人机的姿态的控制单元，所述姿态包括位置、速度和飞行姿态。

本发明的有益效果是：

差分GPS通常采用无线方式传递差分信息，由于无线传输的不稳定因素很难应用在实时跟随的场景，本系统采用系留无人机系统，差分GPS之间通过光缆传递差分信号，大大增加了差分GPS精确定位的可靠性及适用性，为解决实时精确跟随问题提供了可能。