[发明专利]面向区域通信覆盖优化的无人机中继节点自动定位方法

权利要求书

1.面向区域通信覆盖优化的无人机中继节点自动定位方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

1)生成无人机巡航路线；

2)对无人机中继节点进行初定位；

3)对无人机中继节点位置进行调整；

对无人机中继节点位置进行调整的主要步骤如下：

3.1)无人机中继节点设置在位置点W后，向所有地面终端发送下行hello报文；接收到下行hello报文的地面终端向无人机中继节点发送上行hello报文；

3.2)设定接收信号强度阈值ε；

无人机中继节点监测上行hello报文的接收信号强度RSSI；无人机中继节点提取所述上行hello报文的地面终端ID号；记提取的地面终端ID号总数为x；

无人机中继节点未提取出地面终端ID号的地面终端或上行hello报文接收信号强度RSSI小于阈值ε的地面终端记为无效地面终端；

若x＝n，且所有接收信号强度RSSI均大于等于阈值ε，则无人机中继节点位置不变，结束无人机中继节点位置调整；n为地面终端总数；

若xn，或存在小于阈值ε的接收信号强度RSSI，则跳转至步骤3.3)；

3.3)若x＝n-1且所有接收信号强度RSSI均大于等于阈值ε，则跳转至步骤3.4)；若x＝n且只有一个接收信号强度RSSI小于阈值ε，则跳转至步骤3.4)；

若xn-1或接收信号强度RSSI小于阈值ε的个数1，则跳转至步骤3.5)；

3.4)对无人机中继节点位置进行调整，主要步骤如下：

3.4.1)确定无效地面终端的ID号和位置D；

3.4.2)记录所有接收信号强度RSSI的和r₀；

3.4.3)记无人机中继节点位置W为起点，位置D为目标点；

无人机控制模块控制无人机中继节点从位置W向目标点D移动，直至无人机中继节点接收到所有地面终端的上行hello报文且所有接收信号强度RSSI均大于等于阈值ε；其中，沿水平方向移动步长记为d₁，沿垂直高度方向的移动步长记为h₁；

若无人机中继节点移动j₁次后，仍无法满足接收到所有地面终端的上行hello报文且所有接收信号强度RSSI均大于等于阈值ε的要求，则以接收到地面终端的上行hello报文数量最多且所有接收信号强度RSSI之和最大的位置点为无人机中继节点的最终位置，并结束位置调整；j₁＝1，2，3…；

3.5)对无人机中继节点位置进行调整，主要步骤如下：

3.5.1)判断所有无效地面终端是否位于无人机中继节点的一侧，若是，则转入步骤3.5.2)，若否，则转入步骤3.5.3)；

3.5.2)确定无人机中继节点和任意两个无效地面终端的最大夹角∠D_uWD_v；D_u和D_v为无效地面终端的位置；

无人机控制模块控制无人机中继节点沿着最大夹角∠D_uWD_v的角平分线移动，直至无人机中继节点接收到所有地面终端的上行hello报文且所有接收信号强度RSSI均大于等于阈值ε；其中，沿水平方向移动步长记为d₂，沿垂直高度方向的移动步长记为h₂；

若无人机中继节点移动j₂次后，仍无法满足接收到所有地面终端的上行hello报文且所有接收信号强度RSSI均大于等于阈值ε的要求，则以接收到地面终端的上行hello报文数量最多且所有接收信号强度RSSI之和最大的位置点为无人机中继节点的最终位置，并结束位置调整；j₂＝1，2，3…；

3.5.3)无人机控制模块控制无人机中继节点沿着垂直方向移动，直至无人机中继节点接收到所有地面终端的上行hello报文且所有接收信号强度RSSI均大于等于阈值ε；其中，沿垂直高度方向的移动步长记为h₃；

若无人机中继节点移动j₃次后，仍无法满足接收到所有地面终端的上行hello报文且所有接收信号强度RSSI均大于等于阈值ε的要求，则以接收到地面终端的上行hello报文数量最多且所有接收信号强度RSSI之和最大的位置点为无人机中继节点的最终位置，并结束位置调整；j₃＝1，2，3…；

4)对无人机中继节点位置进行跟踪和维持。