[发明专利]基于浮空平台的信息采集器及协同监测系统

说明书

本发明提供了一种基于浮空平台的信息采集器及协同监测系统。该信息采集器包括：浮空平台、吊舱、观测器、飞控机构、通讯机构、能源机构和动力机构；吊舱安装于浮空平台的下方，观测器用于对目标区域进行信息采集；能源机构与动力机构电连接，用于带动动力机构驱动浮空平台和吊舱定向飞行；飞控机构用于监测和控制浮空平台的飞行状态；通讯机构与地面终端双向信息互联。该信息采集器具有系统结构简单，成本较低，可满足长时驻空和监测需求等优势。该协同监测系统包括地面站和多个上述信息采集器，完成多平台协同工作，实现远距离大范围信息采集和监控。

技术领域

本发明涉及临近空间环境监测设备技术领域，尤其涉及一种基于浮空平台的信息采集器及协同监测系统。

背景技术

临近空间因显著的高度优势，地面雷达对此范围的监视受限，目前已成为空间飞行器尤其是监视应用和开发的热点领域。监视系统一般基于无人机等飞行器，具备机动灵活、隐蔽性强等特点，可以从事地面监视和目标监视任务，但系统稍显复杂，续航时间短且成本较高，尤其是中小型无人机，需要操控手亲自到任务地点附近进行包括发射，飞行，数据收集，回收等作业，对于某些紧急局势或环境有较大限制；而浮空平台材料本身对雷达波保持高透射率特性，具有更强的隐蔽性，而且系统简单，成本较低，并且可根据风速风向进行轨迹控制从而实现长时驻空、大范围监视，对紧急局势如反恐、灾情监测等应用亦具有显著的优势。因此，如何采用浮空平台进行长时间的信息监测成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种基于浮空平台的信息采集器及协同监测系统，用以解决现有技术中采用无人机进行信息采集导致的续航时间短和成本高的缺陷。

本发明提供一种基于浮空平台的信息采集器，包括：浮空平台、吊舱、观测器、飞控机构、通讯机构、能源机构和动力机构；

所述吊舱安装于所述浮空平台的下方，所述观测器安装于所述吊舱的底部，用于对目标区域进行信息采集；

所述能源机构安装于所述吊舱，所述动力机构安装于所述吊舱的底部，且所述能源机构与所述动力机构电连接，用于带动所述动力机构驱动所述浮空平台和所述吊舱定向飞行；

所述飞控机构安装于所述吊舱，并与所述动力机构连接，用于监测和控制所述浮空平台的飞行状态；

所述通讯机构与所述观测器连接，并与地面终端通信连接，用于将所述观测器监测到的信息传输至所述地面终端，所述通讯机构还与所述飞控机构连接，并与地面终端通信连接，用于将所述飞控机构监测到的飞行状态信息发送至所述地面终端并接收所述地面终端发送的指令，所述飞控机构依据所述指令控制所述浮空平台的飞行状态。

根据本发明提供的基于浮空平台的信息采集器，还包括柔性系缆，所述吊舱通过所述柔性系缆悬挂于所述浮空平台的下方。

根据本发明提供的基于浮空平台的信息采集器，所述能源机构包括太阳能电池板、锂电池和电源控制器，所述太阳能电池板安装于所述吊舱的顶部，且与所述锂电池电连接，所述电源控制器安装于所述锂电池。

根据本发明提供的基于浮空平台的信息采集器，所述动力机构包括推进器、动力电机、倾转伺服电机和倾转单元，所述倾转单元的固定端安装于所述吊舱的底部，所述推进器安装于所述倾转单元的活动端，所述动力电机与所述推进器驱动连接，所述倾转伺服电机与所述倾转单元驱动连接。

根据本发明提供的基于浮空平台的信息采集器，所述飞控机构包括飞控器、飞行传感器和GPS定位器，所述飞行传感器和所述GPS定位器分别与所述通讯机构连接，分别用于监测所述浮空平台的飞行状态和飞行位置并传输给所述通讯机构；所述飞控器分别与所述通讯机构、所述动力机构连接，用于接收所述通讯机构传递的指令并依据所述指令控制所述动力机构驱动所述浮空平台飞行。

根据本发明提供的基于浮空平台的信息采集器，所述通讯机构包括球载天线和/或卫星通信模块。