[发明专利]一种独立工作的卫星通讯定位装置

说明书

技术领域

本发明属于卫星通信技术领域，具体涉及一种独立工作的卫星通讯定位装置。

背景技术

使用先进的无人设备(如无人机、无人车、传感器网络、无人水下潜水器等)进行环境探索、军事侦察、线路巡逻、海底搜救、环境监测等是当前人类了解人文自然环境、军事侦察的重要组成部分。大部分使用无人设备进行探测、勘察的环境对人类本身而言是十分危险的，因此广泛的使用无人设备可以大大的降低这些任务中的人员伤亡风险，保障人类生命安全。各种无人设备将人类从探测、侦察以及监测等相关的艰辛任务中解放出来，大大提高了人类探索空间的范围以及未知环境的能力。在民用领域，无人设备可以在较少的人员干涉下对自然环境进行大尺度、长时间的观察监控；在军事领域，其可以进行敌情刺探、主动攻击等等多种任务。为了满足各方面的需求，类似的无人设备造价往往不菲，而工作环境却十分恶劣，有着极大概率受到严重损坏，导致财产损失；因此为了保护设备财产安全，实时的监测设备的位置、状态或者远程控制等监控手段是十分必要的。一般对无人设备进行监控主要采用无线电、Wi-Fi、声通信(水下航行器)、卫星通信(以下简称卫通)等通信手段，其中Wi-Fi工作距离最近，只有100～300米左右，无线电可以达到几公里，声通信的通信距离受到海洋环境的影响，可以从500米到几公里或几十公里左右，但是只能在水下使用。卫通主要通过国内北斗卫星或者美国的铱星卫星实现全球范围的通信，因此卫通也是多数无人设备的必备通信设备。

现有的无人设备技术中，设备往往通过中控处理器(CPU)和电源对外设进行控制和供电。设备自身的状态信息上报的发送流程一般需要中控CPU通过与卫星定位模块、电子罗盘等外设交互获得当前位置、自身姿态等状态信息后，再将位置信息与自身状态信息打包并通过卫通进行发送到远程中心端(包括操作人员终端、监控中心等等)。目前主流的卫星定位有用GPS、GNSS、北斗、伽利略，由于无人设备工作的环境复杂恶劣，设备时刻有着受损的可能性；因此在设备执行任务发生意外，造成设备损伤、电源断电或电压过低、中控CPU不正常工作时，卫通功能也将无法正常工作，导致操作人员无法远程监控设备，很可能造成设备的丢失。

因此能独立工作的卫通装置是具有极大意义的，其不但可以在设备正常运行时提供卫星定位和卫星远程通信，也可以在设备状态异常时依然可以自主定期发送当前位置和必要的状态信息，方便操作人员搜寻、回收设备。

发明内容

鉴于上述，本发明提供了一种独立工作的卫星通讯定位装置，其能够保证无人设备在出现严重故障、中控CPU无法正常工作或电源供电异常时依然可以发送无人设备当前位置和必要状态信息的能力。

一种独立工作的卫星通讯定位装置，包括电源系统以及通讯定位系统；

所述电源系统通过充电电池或外部电源给通讯定位系统供电，其包括电源管理模块、充电电池以及电压调节及电源滤波模块；其中，所述电源管理模块一侧与外部电源相接，另一侧与充电电池相连，其用于监测外接电源的电压电流情况并为充电电池提供充电管理，同时监测充电电池的剩余电量以及电压电流情况，当外部电源接通且正常情况下，电源管理模块把供电来源从充电电池切换为外接电源并利用其为充电电池进行充电；当外部电源断开或异常情况下，电源管理模块则把供电来源切换为充电电池自主供电；所述电压调节及电源滤波模块用于将供电电压转为各部件适合的电压并滤除其中杂波后，为通讯定位系统中各部件提供稳定可靠的工作电压；

所述通讯定位系统用于接收中控CPU发来的数据(工作状态、任务数据、当前位置等)并转发给远程中心端，同时接收来自远程中心端的指令并转发给中控CPU，且在中控CPU异常情况下自主定时向远程中心端上报自身的定位信息和状态信息，其包括通讯接口模块、MCU以及卫通模块；其中，所述通讯接口模块与MCU和中控CPU相连接，其用于负责MCU与中控CPU之间的信息交互；所述MCU负责处理、打包以及转发从中控CPU接收到的数据，通过卫通模块接收来自远程中心端的指令并转发给中控CPU；所述卫通模块通过卫星链路负责MCU与远程中心端之间的数据交互，其自带有一个卫星定位天线和一个卫通天线，通过卫星定位天线实时获取当前装置的定位信息并提交给MCU，在中控CPU异常情况下由MCU自主定时通过卫通模块的卫通天线向远程中心端上报自身的定位信息和状态信息。

进一步地，所述电源管理模块通过数据传输接口与通讯定位系统中的MCU相连接，用以将检测到的电池电压、工作电流、电池剩余电量、供电来源信息反馈给MCU。