[发明专利]一种基于北斗卫星的波浪滑翔器通信导航控制系统

说明书

本发明涉及海上无人通信导航控制技术领域，具体为一种基于北斗卫星的波浪滑翔器通信导航控制系统，包括波浪滑翔器和地面站，所述波浪滑翔器包括主控单元、通信模块和姿态传感器。其中所述通信模块用于与地面站建立无线通信，所述主控单元设有角度阈值，主控单元用于从姿态传感器获取姿态信息，并在波浪滑翔器的前后俯仰角以及左右横滚角不超过角度阈值时控制通信模块发射信号，在波浪滑翔器的前后俯仰角以及左右横滚角超过角度阈值时暂停通信模块发射信号。由此根据水面艇体的姿态信息判断北斗短报文的最佳发射时间，避免因通信模块倾斜角过大，使得卫星无法接收到波浪滑翔器所发射的信号的情况，起到了节能的有益效果。

技术领域

本发明涉及通信导航控制技术领域，具体为一种基于北斗卫星的波浪滑翔器通信导航控制系统。

背景技术

波浪滑翔器作为一种低速海上无人移动平台，具有速度低、续航能力强等特点。国外波浪滑翔器一般使用GPS作为定位导航卫星，使用铱星通信等作为通信控制手段。虽然波浪滑翔器采用GPS和铱星作为定位导航和通信控制卫星是一种比较成熟的方案，但出于安全性、保密性和降低成本方面的考虑，国产波浪滑翔器仍然应该考虑采用国产定位卫星和通信卫星。

但现有的波浪滑翔器体积小、质量轻，其水面艇体受波浪影响摇晃角度较大，所以其通信装置将会产生一定的倾斜角，而在倾斜角过大时，卫星将无法接收到波浪滑翔器所发射的信号，造成电源和时间的浪费。

发明内容

本发明的技术问题在于现有的波浪滑翔器体积小、质量轻，其水面艇体受波浪影响摇晃角度较大，所以其通信装置将会产生一定的倾斜角，而在倾斜角过大时，卫星将无法接受到波浪滑翔器所发射的信号，造成电源和时间的浪费。

本发明提供的基础方案：一种基于北斗卫星的波浪滑翔器通信导航控制系统，包括波浪滑翔器和地面站，所述波浪滑翔器和地面站无线连接；所述波浪滑翔器包括主控单元、通信模块和姿态传感器，所述主控单元与通信模块和姿态传感器均电连接；

所述通信模块用于与地面站建立无线通信，所述主控单元设有角度阈值，主控单元用于从姿态传感器获取姿态信息，并在波浪滑翔器的前后俯仰角以及左右横滚角不超过角度阈值时控制通信模块发射信号，在波浪滑翔器的前后俯仰角以及左右横滚角超过角度阈值时暂停通信模块发射信号。

本发明的原理及优点在于：本方案根据波浪滑翔器体积小、质量轻，水面艇体受波浪影响摇晃角度大的特点，对水面艇体姿态进行实时监控，通过姿态传感器获取波浪滑翔器的前后俯仰角以及左右横滚角，在前后俯仰角以及左右横滚角超过角度阈值时，暂停信号发射，减少了电量消耗，起到了节约能耗的有益效果。

进一步，所述通信模块采用北斗通信定位单元，所述北斗通信定位单元包括北斗通信模块和北斗定位模块；

所述北斗定位模块用于采集波浪滑翔器的定位信息；所述北斗通信模块通过短报文功能实现波浪滑翔器的通信和控制，所述地面站通过北斗短报文向波浪滑翔器下发控制指令，所述波浪滑翔器通过北斗短报文给地面站反馈指令。

有益效果：本方案利用波浪滑翔器速度低、体积小、对实时性要求不高的特点，采用北斗定位模块和北斗短报文通信模块作为其导航定位和通信控制手段。由于定位导航卫星和通信卫星都采用北斗卫星，因此具有安全性高、保密性好等优点；此外，因为定位和通信都采用国产模块，因此本方案还具有成本低、硬件供应有保障等优点。

进一步，所述北斗通信定位单元和主控单元之间采用RS485接口通信，所述主控单元、北斗通信模块和北斗定位模块均设有RS485接口。

有益效果：由于北斗定位模块和北斗短报文模块自身都带有RS485接口，主控单元也设计有RS485接口，因此各模块单元之间不需要接口转换，简化了电路，降低了成本，降低了功耗。另外采用RS485接口可以方便与计算机进行通信，当各模块和单元出现故障需要调试时可以采用转换模块和计算机进行连接调试(RS485)。