[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

说明书

本发明公开了面向区域通信覆盖优化的无人机中继节点自动定位方法，主要步骤为：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；4)对无人机中继节点位置进行跟踪和维持。本发明结合地面终端的实时位置和接收信号强度RSSI，提出一种面向区域通信覆盖优化的无人机中继节点自动定位方法，该定位方法可以程序方式部署于无人机控制模块中，借助通信模块支持，实现与地面终端信息交互，自动控制无人机定位并实施动态调整。

技术领域

本发明涉及无人机节点定位领域，具体是面向区域通信覆盖优化的无人机中继节点自动定位方法。

背景技术

当前无人机技术不断成熟和普及，基于无人机的中继通信(采用视距通信频段，如300Mhz～3000Ghz)和升空基站相对于地面基站在通信覆盖范围上具有明显优势，部署也较为灵活，特别是在应急通信领域形成了一定应用规模。在基于无人机的中继通信中，中继节点(升空基站)的位置对区域通信组网覆盖范围和通信质量影响较大。但是在实际应用过程中，中继节点(升空基站)位置一般通过经验判断或粗略估算，然后进行人工调整，且部署后遇有通信效果不佳时，调整位置困难，这些都影响了无人机升空通信组网的效果。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，面向区域通信覆盖优化的无人机中继节点自动定位方法，主要包括以下步骤：

1)生成无人机巡航路线。

生成无人机巡航路线的主要步骤如下：

1.1)搭建无人机平台；所述无人机平台主要包括无人机控制模块和无人机通信模块。无人机控制模块获取无人机任务区域，并建立无人机任务区域边界位置点集合B＝{B₁,B₂,B₃,…,B_m}。

记所有无人机任务区域边界位置点的几何平均位置为G，坐标P_G如下所示：

式中，P_b为任意无人机任务区域边界位置点的二维坐标。length(B)为集合B中元素的个数。

1.2)取位置点G与集合B中任意元素的连线的中点，建立集合C＝{C₁,C₂,C₃,…,C_m}。C_m为位置点G与位置点B_m连线的中点。

无人机控制模块对集合C元素进行顺序连线，得到无人机巡航路线，并通过无线网络发送至无人机；

3)无人机遥控设备的通信模块向无人机通信模块发送无人机初始高度设置指令；无人机通信模块接收到无人机初始高度设置指令后，发送给无人机控制模块，使无人机控制模块设置无人机距离地面的初始高度，记为h。

重设任务区域边界或出现地面终端越过预定的任务区域边界时，重新生成无人机巡航路线。

2)对无人机中继节点进行初定位。

对无人机中继节点进行初定位的主要步骤如下：

2.1)无人机依照巡航路线进行巡航。巡航过程中，无人机通信模块周期性地向地面终端发送下行hello报文。所述下行hello报文主要包括无人机基站标识和地面终端的接入信息。

所述地面终端接收到下行hello报文后，向无人机回复上行hello报文。所述上行hello报文主要包括地面终端ID号和地面终端位置坐标。

2.2)巡航过程中，无人机通信模块将接收到的所有上行hello报文输入无人机控制模块。