[实用新型]一种采用差分GPS导航的植保无人机

摘要

一种采用差分GPS导航的植保无人机，其包括导航部分、遥控部分、药物喷洒部分、飞行控制部分以及主控处理器，导航部分包括多普勒雷达、磁航向仪、三轴陀螺仪、三轴加速度计、气压高度计、数据采集电路、GPS接收机、短波通讯接收机以及机载导航运算装置；其中，磁航向仪测量无人机的绝对方位并生成方位信号；多普勒雷达测量无人机的飞行速度并生成速度信号；三轴陀螺仪测量无人机的三轴角加速度并生成角加速度信号；三轴加速度计测量无人机的三轴线加速度生成线加速度信号；气压高度计测量无人机的绝对海拔高度并生成高度信号；GPS接收机获取GPS卫星定位信号；短波通讯接收机获取地面基站的GPS差分信号。

主权项

一种采用差分GPS导航的植保无人机，其包括导航部分、遥控部分、药物喷洒部分、飞行控制部分以及主控处理器，导航部分、遥控部分、药物喷洒部分、飞行控制部分均与主控处理器连接，其特征在于：导航部分包括多普勒雷达、磁航向仪、三轴陀螺仪、三轴加速度计、气压高度计、数据采集电路、GPS接收机、短波通讯接收机以及机载导航运算装置；遥控部分包括遥控接收机和CAN总线；药物喷洒部分包括喷洒装置、信号输入电路、药量检测模块、喷头压力传感器；飞行控制部分包括旋翼、电机、电子调速器、PWM驱动器；其中，磁航向仪测量无人机的绝对方位并生成方位信号；多普勒雷达测量无人机的飞行速度并生成速度信号；三轴陀螺仪测量无人机的三轴角加速度并生成角加速度信号；三轴加速度计测量无人机的三轴线加速度生成线加速度信号；气压高度计测量无人机的绝对海拔高度并生成高度信号；GPS接收机获取GPS卫星定位信号；短波通讯接收机获取地面基站的GPS差分信号；磁航向仪、多普勒雷达、三轴陀螺仪、三轴加速度计、气压高度计测量得到的模拟信号通过数据采集电路转换为数字信号提供给机载导航运算装置，机载导航运算装置根据来自数据采集电路的信号生成惯导辅助导航信号，机载导航运算装置根据来自短波通讯接收机的GPS差分信号修正GPS接收机的GPS卫星定位信号并生成精确定位信号；机载导航运算装置中包括积分器卡尔曼滤波器、坐标变换模块以及速度计算模块，速度计算模块接收惯导辅助导航信号进行积分后得到距离信号提供给坐标变换模块，坐标变换模块生成辅助定位定位信号，卡尔曼滤波器接收GPS差分信号和GPS卫星定位信号生成精确定位信号；主控处理器根据机载导航运算装置计算得到的惯导辅助导航信号姿态、精确定位信号、无人机位置信号、无人机方位信号以及无人机速度信号以及来自遥控接收机的控制信号，经过数据处理后，向PWM驱动器提供调制驱动信号并控制电子调速器，电子调速器与安装有旋翼的电机机械连接，从而控制旋翼的转速。